基于Vivado MIG IP核的DDR3控制器
作者：互联网
一、前言
由于DDR3的控制时序相当复杂，为了方便用户开发DDR3的读写应用程序，Xilinx官方就提供了一个MIG（Memory Interface Generator） IP核，它可以为用户生成一个DDR3控制器。该控制器结构如下：
它提供了用户接口（左侧），内部会将用户接口接收到的时序转换成DDR3所需的真正时序，并通过物理端（右侧）的接口连接到DDR3。由于用户接口的时序比较简单，因此该控制器就隐藏了极其复杂的DDR3的控制时序，让用户只需要按照用户端的时序来操作就可以对DDR3进行相应的读写。
二、MIG IP核配置
1、第一步：查找IP核
2、第二步：
- ① 创建一个设计
- ② IP核命名
- ③ MIG 中控制器的个数，取决于你想控制几个存储器，它生成多组接口用于控制不同的存储器。我们只需要控制一个DDR3，所以这里选择选择 1 即可。
- ④ 是否启用AXI4接口，默认是使用的app接口。
3、第三步：选择以下器件型号，就代表生成的IP不止支持之前已经选择的器件型号，还兼容下面选择的器件型号。
4、第四步：选择内存类型为DDR3
5、第五步：DDR3控制器选项设置
- ① 时钟频率，即ddr3的工作频率，由MIG提供给ddr3，也即第一张图中的ddr_ck的频率。
- ② MIG会在用户端提供一个ui_clk（第一张图左端的clk信号，用户发送和接收数据等操作都是在该时钟域下进行的）供用户使用，这里的4:1指的就是①中设置的时钟频率：ui_clk的频率，所以此时ui_clk的频率是200MHZ。
- ③ 选择DDR3存储器的型号。
- ④ DDR3的工作电压。
- ⑤ DDR3的数据位宽。
- ⑥ 选择是否使用数据掩码。
- ⑦ 选择Normal时，允许内存控制器将命令重新排序到内存，以获得尽可能高的效率。选择Strict则强制控制器按照收到的确切顺序执行命令。
6、第六步：DDR3选项设置
- ① 选择输入给MIG的时钟频率，该时钟是MIG的源时钟，也是有了它才能生成上面说的DDR3的工作时钟ddr_ck和用户时钟ui_clk。我给MIG输入的时钟是开发板上的板载差分时钟，频率是200MHZ，所以这里选择5000ps。
- ② 读突发类型选择为连续模式。
- ③ 内存地址映射类型，正常使用选择第二个即可。
7、第七步：
- ① 选择提供给MIG的输入时钟的类型，这里选择是差分类型，因为前面提到我输入给MIG的时钟是板载的差分时钟信号。
- ② 参考时钟选择使用系统时钟，也即200MHZ的差分时钟。在MIG中使用了idealy，odelay，idelayctrl原句，idelayctrl原句需要提供一个ref_clk作为基准。
- ③ 系统复位极性选择低电平有效。
8、第八步：选择终端电阻的阻抗为50欧姆，这是由核心板的硬件设计决定的
9、第九步：引脚分配
对DDR控制器进行管脚分配，在这里我们选择 Fixed Pine Out，通过读取XDC文件中的引脚分配信息给DDR3分配引脚。
在这一界面中，选择 Read XDC/UCF为控制器分配引脚，在弹出界面选择我们为用户提供的引脚分配的XDC文件。读取完XDC文件后，点击Validate就可以验证管脚分配是否合理。
接下来后面一路点击OK或者Next就可以生成所需的IP核了。
三、引脚说明
生成的IP核DDR3_CONTROL会有两组接口：
- 一组是
Memory interface ports，它连接到DDR3，无需用户来操作，只需要连接好就行； - 另一组是
Application interface ports，它是用户端的接口，供用户直接操作的。
前面说过，MIG会将从Application interface ports接收到的信号在内部进行时序转换，变成直接控制DDR的时序，由Memory interface ports 输出给DDR3，这个逻辑一定要清楚。
下面打开IP核DDR3_CONTROL的例化模板，介绍下各个端口的作用：
DDR3_CONTROL u_DDR3_CONTROL
(
// Memory interface ports ddr端接口
.ddr3_addr (ddr3_addr),//output [14:0]行列地址
.ddr3_ba (ddr3_ba),//output [2:0]bank地址
.ddr3_cas_n (ddr3_cas_n),//output列地址选通
.ddr3_ck_n (ddr3_ck_n),//output [0:0]差分时钟p端
.ddr3_ck_p (ddr3_ck_p),//output [0:0]差分时钟n端
.ddr3_cke (ddr3_cke),//output [0:0]时钟有效
.ddr3_ras_n (ddr3_ras_n),//output行地址选通
.ddr3_we_n (ddr3_we_n),//output 0-写允许，1-读允许
.ddr3_dq (ddr3_dq),//inout [31:0] 数据
.ddr3_dqs_n (ddr3_dqs_n),//inout [3:0] 数据选取脉冲
.ddr3_dqs_p (ddr3_dqs_p),//inout [3:0] 数据选取脉冲
.ddr3_reset_n (ddr3_reset_n),//output 复位信号
.init_calib_complete (init_calib_complete),//output ddr3 初始化完成信号
.ddr3_cs_n (ddr3_cs_n),//output [0:0] 片选信号，低表示命令有效，否则命令屏蔽
.ddr3_dm (ddr3_dm),//output [3:0] 数据掩码 一位控制一个字节
//数据是32位，所以刚好是四位
.ddr3_odt (ddr3_odt),//output [0:0] 片上终端使能
// Application interface ports 用户端接口
.app_addr (app_addr),//命令总线，3’b000表示写命令，3’b001表示读命令
.app_cmd (app_cmd),//将要访问的DDR内存地址，具体位宽与用户生成IP核时的设置有关
//高电平有效
.app_en (app_en),//命令使能信号，该信号有效且app_rdy有效时，命令才能被使用
.app_wdf_data (app_wdf_data),//用户写入IP核的256bit数据
//高电平有效
.app_wdf_end (app_wdf_end),//该信号有效时，表示当前是一次DDR写突发的最后一个数据
//高电平有效
.app_wdf_wren (app_wdf_wren),//写数据有效信号，当app_wdf_rdy也为有效时，
//IP核才会接收到用户端发送的app_wdf_data
.app_rd_data (app_rd_data),//从DDR中读出得数据，一次突发读出8个32bit数据
.app_rd_data_end (app_rd_data_end),//指示当前数据是突发读写的最后一个周期的数据，
//高电平有效 //这个信号与设置的用户时钟和DDR时钟的比例有关
.app_rd_data_valid (app_rd_data_valid),//读出数据有效信号，该信号为高时表示从IP核中读出的数据有效
//高电平有效
.app_rdy (app_rdy),//空闲信号，指示当前IP核的工作状态，只有该信号为高时，
//IP核才能正确的使用用户给出的命令
//高电平有效
.app_wdf_rdy (app_wdf_rdy),//写空闲信号，IP核内部的写FIFO能够接收用户数据的标志
.app_sr_req (1'b0),//一系列的请求信号，一般为0 代表用户对MIG IP没有强力干预
.app_ref_req (1'b0),
.app_zq_req (1'b0),
.app_sr_active (app_sr_active),//上面请求的响应信号
.app_ref_ack (app_ref_ack),
.app_zq_ack (app_zq_ack),
.ui_clk (clk),//IP核提供给用户端使用的clk，和ddr3_ck_n/p的比例是1:2或者1:4
//低电平有效
.ui_clk_sync_rst (rst),//是ui_clk的复位信号，当该信号拉低的时候表示ui_clk已经复位完成；
.app_wdf_mask (app_wdf_mask),//32bit数据掩码，每一位对应app_wdf_data的一个8bit数据
// System Clock Ports
.sys_clk_p (sys_clk_p),//系统的差分时钟
.sys_clk_n (sys_clk_n),
.device_temp (device_temp),
`ifdef SKIP_CALIB
.calib_tap_req (calib_tap_req),
.calib_tap_load (calib_tap_load),
.calib_tap_addr (calib_tap_addr),
.calib_tap_val (calib_tap_val),
.calib_tap_load_done (calib_tap_load_done),
`endif
.sys_rst (sys_rst)//复位信号
);
各个端口具体是啥意思，已经在注释中写清楚了，至于更加详细的时序，之后有机会再说吧！！！
标签：ddr3,clk,DDR3,app,MIG,Vivado,IP,时钟 来源： https://blog.csdn.net/qq_39507748/article/details/120388978