(原創) 如何以32 bit的方式存取SDRAM? (SOC) (Nios II) (SOPC Builder) (DE2-70)

Abstract
在DE2因為只有一顆16 bit的SDRAM,儘管Nios II CPU是32 bit,存取SDRAM時必須透過Dyanamic Bus Sizing機制,花2個clk才能將32 bit資料讀取/寫入SDRAM;但DE2-70有2顆16 bit SDRAM,是否使用雙通道的方式,將這2顆16 bit SDRAM看成1顆32 bit SDRAM使用呢?

Introduction
這個做法是Mithril所提供,感謝Mithril無私的分享,我只是加以整理。

使用環境:Quartus II 8.1 + DE2-70 (Cyclone II EP2C70F896C6N)

(原創) 哪裡有DE2-70的Nios II reference design可以參考? (SOC) (DE2-70) (Nios II) (SOPC Builder)與DE2-70 CD中提供的範例,如DE2_70_NET、DE2_70_NIOS_DEVICE_LED、DE2_70_NIOS_HOST_MOUSE_VGA、DE2_70_SD_Card_Audio_Player中,都是使用2個16 bit SDRAM controller,各自對應到2顆SDRAM。

sdram3200

不過可惜的是,SDRAM Controller的Data width只有16 bit,而Nios II CPU與其他ip都是32 bit,由於Data width不同,Avalon bus會啟動Dynamic Bus Sizing機制,2個clk才能完成32 bit傳輸。

sdram3201

將2顆16 bit SDRAM當成1顆32 bit SDRAM使用
Step 1:
只留下1個SDRAM controller即可

sdram3202

Step 2:
Data width改成32 bit,其餘不用改

sdram3203  

注意結果仍為64MB,顯然沒有因為只用了一個SDRAM controller而少抓memory size。

Step 3:
修改top module

DE2_70_NIOS.v / Verilog

  1 /* 
  2 (C) OOMusou 2008 http://oomusou.cnblogs.com
  3 
  4 Filename    : DE2_70_NIOS.v
  5 Compiler    : Quartus II 8.1
  6 Description : DE2_70_NIOS reference design 1.1
  7 Release     : 11/25/2008 1.0
  8 */
  9 
10 module DE2_70_NIOS (
11   input         iCLK_28,        // 28.63636 MHz
12   input         iCLK_50,        // 50 MHz
13   input         iCLK_50_2,      // 50 MHz
14   input         iCLK_50_3,      // 50 MHz
15   input         iCLK_50_4,      // 50 MHz
16   input         iEXT_CLOCK,     // External Clock
17   ////////////////////////////// Push Button ////////////////////////
18   input  [3:0]  iKEY,           // Pushbutton[3:0]
19   ////////////////////////////// DPDT Switch ////////////////////////
20   input  [17:0] iSW,            // Toggle Switch[17:0]
21   ////////////////////////////// 7-SEG Dispaly  ////////////////////////
22   output [6:0]  oHEX0_D,        // Seven Segment Digit 0
23   output        oHEX0_DP,       // Seven Segment Digit 0 decimal point
24   output [6:0]  oHEX1_D,        // Seven Segment Digit 1
25   output        oHEX1_DP,       // Seven Segment Digit 1 decimal point
26   output [6:0]  oHEX2_D,        // Seven Segment Digit 2
27   output        oHEX2_DP,       // Seven Segment Digit 2 decimal point
28   output [6:0]  oHEX3_D,        // Seven Segment Digit 3
29   output        oHEX3_DP,       // Seven Segment Digit 3 decimal point
30   output [6:0]  oHEX4_D,        // Seven Segment Digit 4
31   output        oHEX4_DP,       // Seven Segment Digit 4 decimal point
32   output [6:0]  oHEX5_D,        // Seven Segment Digit 5
33   output        oHEX5_DP,       // Seven Segment Digit 5 decimal point
34   output [6:0]  oHEX6_D,        // Seven Segment Digit 6
35   output        oHEX6_DP,       // Seven Segment Digit 6 decimal point
36   output [6:0]  oHEX7_D,        // Seven Segment Digit 7
37   output        oHEX7_DP,       // Seven Segment Digit 7 decimal point
38   //////////////////////////////// LED ////////////////////////////
39   output [8:0]  oLEDG,          // LED Green[8:0]
40   output [17:0] oLEDR,          // LED Red[17:0]
41   //////////////////////////////// UART ////////////////////////////
42   output        oUART_TXD,      // UART Transmitter
43   input         iUART_RXD,      // UART Receiver
44   output        oUART_CTS,      // UART Clear To Send
45   input         iUART_RTS,      // UART Requst To Send
46   //////////////////////////////// IRDA ////////////////////////////
47   output        oIRDA_TXD,      // IRDA Transmitter
48   input         iIRDA_RXD,      // IRDA Receiver
49   //////////////////////////////// SDRAM Interface ////////////////////////
50   inout  [31:0] DRAM_DQ,        // SDRAM Data bus 32 Bits
51   output [12:0] oDRAM0_A,       // SDRAM0 Address bus 12 Bits
52   output [12:0] oDRAM1_A,       // SDRAM1 Address bus 12 Bits
53   output        oDRAM0_LDQM0,   // SDRAM0 Low-byte Data Mask
54   output        oDRAM1_LDQM0,   // SDRAM1 Low-byte Data Mask
55   output        oDRAM0_UDQM1,   // SDRAM0 High-byte Data Mask
56   output        oDRAM1_UDQM1,   // SDRAM1 High-byte Data Mask
57   output        oDRAM0_WE_N,    // SDRAM0 Write Enable
58   output        oDRAM1_WE_N,    // SDRAM1 Write Enable
59   output        oDRAM0_CAS_N,   // SDRAM0 Column Address Strobe
60   output        oDRAM1_CAS_N,   // SDRAM1 Column Address Strobe
61   output        oDRAM0_RAS_N,   // SDRAM0 Row Address Strobe
62   output        oDRAM1_RAS_N,   // SDRAM1 Row Address Strobe
63   output        oDRAM0_CS_N,    // SDRAM0 Chip Select
64   output        oDRAM1_CS_N,    // SDRAM1 Chip Select
65   output [1:0]  oDRAM0_BA,      // SDRAM0 Bank Address
66   output [1:0]  oDRAM1_BA,      // SDRAM1 Bank Address
67   output        oDRAM0_CLK,     // SDRAM0 Clock
68   output        oDRAM1_CLK,     // SDRAM0 Clock
69   output        oDRAM0_CKE,     // SDRAM0 Clock Enable
70   output        oDRAM1_CKE,     // SDRAM1 Clock Enable
71   //////////////////////////////// Flash Interface ////////////////////////
72   inout  [14:0] FLASH_DQ,       // FLASH Data bus 15 Bits (0 to 14)
73   inout         FLASH_DQ15_AM1, // FLASH Data bus Bit 15 or Address A-1
74   output [25:0] oFLASH_A,       // FLASH Address bus 26 Bits
75   output        oFLASH_WE_N,    // FLASH Write Enable
76   output        oFLASH_RST_N,   // FLASH Reset
77   output        oFLASH_WP_N,    // FLASH Write Protect /Programming Acceleration
78   input         iFLASH_RY_N,    // FLASH Ready/Busy output
79   output        oFLASH_BYTE_N,  // FLASH Byte/Word Mode Configuration
80   output        oFLASH_OE_N,    // FLASH Output Enable
81   output        oFLASH_CE_N,    // FLASH Chip Enable
82   //////////////////////////////// SRAM Interface ////////////////////////
83   inout  [31:0] SRAM_DQ,        // SRAM Data Bus 32 Bits
84   inout  [3:0]  SRAM_DPA,       // SRAM Parity Data Bus
85   output [20:0] oSRAM_A,        // SRAM Address bus 21 Bits
86   output        oSRAM_ADSC_N,   // RAM Controller Address Status    
87   output        oSRAM_ADSP_N,   // SRAM Processor Address Status
88   output        oSRAM_ADV_N,    // SRAM Burst Address Advance
89   output [3:0]  oSRAM_BE_N,     // SRAM Byte Write Enable
90   output        oSRAM_CE1_N,    // SRAM Chip Enable
91   output        oSRAM_CE2,      // SRAM Chip Enable
92   output        oSRAM_CE3_N,    // SRAM Chip Enable
93   output        oSRAM_CLK,      // SRAM Clock
94   output        oSRAM_GW_N,     // SRAM Global Write Enable
95   output        oSRAM_OE_N,     // SRAM Output Enable
96   output        oSRAM_WE_N,     // SRAM Write Enable
97   //////////////////////////////// ISP1362 Interface ////////////////////////
98   inout  [15:0] OTG_D,          // ISP1362 Data bus 16 Bits
99   output [1:0]  oOTG_A,         // ISP1362 Address 2 Bits
100   output        oOTG_CS_N,      // ISP1362 Chip Select
101   output        oOTG_OE_N,      // ISP1362 Read
102   output        oOTG_WE_N,      // ISP1362 Write
103   output        oOTG_RESET_N,   // ISP1362 Reset
104   inout         OTG_FSPEED,     // USB Full Speed, 0 = Enable, Z = Disable
105   inout         OTG_LSPEED,     // USB Low Speed,     0 = Enable, Z = Disable
106   input         iOTG_INT0,      // ISP1362 Interrupt 0
107   input         iOTG_INT1,      // ISP1362 Interrupt 1
108   input         iOTG_DREQ0,     // ISP1362 DMA Request 0
109   input         iOTG_DREQ1,     // ISP1362 DMA Request 1
110   output        oOTG_DACK0_N,   // ISP1362 DMA Acknowledge 0
111   output        oOTG_DACK1_N,   // ISP1362 DMA Acknowledge 1
112   //////////////////////////////// LCD Module 16X2 ////////////////////////////
113   inout  [7:0]  LCD_D,          // LCD Data bus 8 bits
114   output        oLCD_ON,        // LCD Power ON/OFF
115   output        oLCD_BLON,      // LCD Back Light ON/OFF
116   output        oLCD_RW,        // LCD Read/Write Select, 0 = Write, 1 = Read
117   output        oLCD_EN,        // LCD Enable
118   output        oLCD_RS,        // LCD Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
119   //////////////////////////////// SD Card Interface ////////////////////////
120   inout         SD_DAT,         // SD Card Data
121   inout         SD_DAT3,        // SD Card Data 3
122   inout         SD_CMD,         // SD Card Command Signal
123   output        oSD_CLK,        // SD Card Clock
124   //////////////////////////////// I2C ////////////////////////////////
125   inout         I2C_SDAT,       // I2C Data
126   output        oI2C_SCLK,      // I2C Clock
127   //////////////////////////////// PS2 ////////////////////////////
128   inout         PS2_KBDAT,      // PS2 Keyboard Data
129   inout         PS2_KBCLK,      // PS2 Keyboard Clock
130   inout         PS2_MSDAT,      // PS2 Mouse Data
131   inout         PS2_MSCLK,      // PS2 Mouse Clock
132   //////////////////////////////// VGA ////////////////////////////
133   output        oVGA_CLOCK,     // VGA Clock
134   output        oVGA_HS,        // VGA H_SYNC
135   output        oVGA_VS,        // VGA V_SYNC
136   output        oVGA_BLANK_N,   // VGA BLANK
137   output        oVGA_SYNC_N,    // VGA SYNC
138   output [9:0]  oVGA_R,         // VGA Red[9:0]
139   output [9:0]  oVGA_G,         // VGA Green[9:0]
140   output [9:0]  oVGA_B,         // VGA Blue[9:0]
141   //////////////////////////////// Ethernet Interface ////////////////////////////
142   inout  [15:0] ENET_D,         // DM9000A DATA bus 16Bits
143   output        oENET_CMD,      // DM9000A Command/Data Select, 0 = Command, 1 = Data
144   output        oENET_CS_N,     // DM9000A Chip Select
145   output        oENET_IOW_N,    // DM9000A Write
146   output        oENET_IOR_N,    // DM9000A Read
147   output        oENET_RESET_N,  // DM9000A Reset
148   input         iENET_INT,      // DM9000A Interrupt
149   output        oENET_CLK,      // DM9000A Clock 25 MHz
150   //////////////////////////////// Audio CODEC ////////////////////////////
151   inout         AUD_ADCLRCK,    // Audio CODEC ADC LR Clock
152   input         iAUD_ADCDAT,    // Audio CODEC ADC Data
153   inout         AUD_DACLRCK,    // Audio CODEC DAC LR Clock
154   output        oAUD_DACDAT,    // Audio CODEC DAC Data
155   inout         AUD_BCLK,       // Audio CODEC Bit-Stream Clock
156   output        oAUD_XCK,       // Audio CODEC Chip Clock
157   //////////////////////////////// TV Devoder ////////////////////////////
158   input         iTD1_CLK27,     // TV Decoder1 Line_Lock Output Clock
159   input  [7:0]  iTD1_D,         // TV Decoder1 Data bus 8 bits
160   input         iTD1_HS,        // TV Decoder1 H_SYNC
161   input         iTD1_VS,        // TV Decoder1 V_SYNC
162   output        oTD1_RESET_N,   // TV Decoder1 Reset
163   input         iTD2_CLK27,     // TV Decoder2 Line_Lock Output Clock        
164   input  [7:0]  iTD2_D,         // TV Decoder2 Data bus 8 bits
165   input         iTD2_HS,        // TV Decoder2 H_SYNC
166   input         iTD2_VS,        // TV Decoder2 V_SYNC
167   output        oTD2_RESET_N,   // TV Decoder2 Reset
168   //////////////////////////////// GPIO ////////////////////////////////
169   inout  [31:0] GPIO_0,         // GPIO Connection 0 I/O
170   input         GPIO_CLKIN_N0,  // GPIO Connection 0 Clock Input 0
171   input         GPIO_CLKIN_P0,  // GPIO Connection 0 Clock Input 1
172   output        GPIO_CLKOUT_N0, // GPIO Connection 0 Clock Output 0
173   output        GPIO_CLKOUT_P0, // GPIO Connection 0 Clock Output 1
174   inout  [31:0] GPIO_1,         // GPIO Connection 1 I/O
175   input         GPIO_CLKIN_N1,  // GPIO Connection 1 Clock Input 0
176   input         GPIO_CLKIN_P1,  // GPIO Connection 1 Clock Input 1
177   output        GPIO_CLKOUT_N1, // GPIO Connection 1 Clock Output 0
178   output        GPIO_CLKOUT_P1  // PIO Connection 1 Clock Output 1
179 );
180 
181 // All inout port turn to tri-state
182 assign SD_DAT      = 1'bz;
183 assign GPIO_0      = 32'hzzzzzzzzz;
184 assign GPIO_1      = 32'hzzzzzzzzz;
185 assign AUD_ADCLRCK = 1'bz;
186 
187 // Turn On TV Decoder
188 assign oTD1_RESET_N = 1'bz;
189 assign oTD2_RESET_N = 1'bz;
190 
191 // Flash
192 assign FL_RST_N = 1'b1;
193 
194 // 16*2 LCD Module
195 assign oLCD_ON   = 1'b1; // LCD ON
196 assign oLCD_BLON = 1'b1; // LCD Back Light
197 
198 // Disable USB speed select
199 assign OTG_FSPEED = 1'bz;
200 assign OTG_LSPEED = 1'bz;
201 
202 // FLASH
203 wire FLASH_16BIT_IP_A0;
204 assign oFLASH_BYTE_N = 1'b1; // FLASH Byte/Word Mode Configuration
205 assign oFLASH_RST_N  = 1'b1; // FLASH Reset
206 assign oFLASH_WP_N   = 1'b1; // FLASH Write Protect /Programming Acceleration
207 
208 // SSRAM
209 wire SRAM_CLK;
210 wire [1:0] SRAM_DUMMY_ADDR;         // used to ignore the A0/A1 pin from Cypress SSRAM IP core
211 
212 assign oSRAM_ADSP_N = 1'b1;         // SRAM Processor Address Status
213 assign oSRAM_ADV_N  = 1'b1;         // SRAM Burst Address Advance
214 assign oSRAM_CE2    = ~oSRAM_CE1_N; // SRAM Chip Enable
215 assign oSRAM_CE3_N  = oSRAM_CE1_N;  // SRAM Chip Enable
216 assign oSRAM_GW_N   = 1'b1;         // SRAM Global Write Enable
217 assign oSRAM_CLK    = SRAM_CLK;
218 
219 // SDRAM
220 // the sdram is shahred with rtl and nios
221 wire [12:0] dram_a;
222 wire [1:0]  dram_ba;
223 wire        dram_cas_n;
224 wire        dram_cke;
225 wire        dram_cs_n;
226 wire [3:0]  dram_dqm;
227 wire        dram_ras_n;
228 wire        dram_we_n;
229 
230 // dram1
231 assign oDRAM0_CLK = SRAM_CLK;        // SDRAM0 Clock
232 assign oDRAM1_CLK = SRAM_CLK;        // SDRAM1 Clock
233 
234 assign oDRAM0_A     = dram_a;
235 assign oDRAM0_BA    = dram_ba;
236 assign oDRAM0_CAS_N = dram_cas_n;
237 assign oDRAM0_CKE   = dram_cke;
238 assign oDRAM0_CS_N  = dram_cs_n;
239 assign oDRAM0_LDQM0 = dram_dqm[0];
240 assign oDRAM0_UDQM1 = dram_dqm[1];
241 assign oDRAM0_RAS_N = dram_ras_n;
242 assign oDRAM0_WE_N  = dram_we_n;
243 
244 // dram2
245 assign oDRAM1_A     = dram_a;
246 assign oDRAM1_BA    = dram_ba;
247 assign oDRAM1_CAS_N = dram_cas_n;
248 assign oDRAM1_CKE   = dram_cke;
249 assign oDRAM1_CS_N  = dram_cs_n;
250 assign oDRAM1_LDQM0 = dram_dqm[2];
251 assign oDRAM1_UDQM1 = dram_dqm[3];
252 assign oDRAM1_RAS_N = dram_ras_n;
253 assign oDRAM1_WE_N  = dram_we_n;
254 
255 // USB
256 assign OTG_FSPEED = 1'bz; // USB Full Speed, 0 = Enable, Z = Disable
257 assign OTG_LSPEED = 1'bz; // USB Low Speed,  0 = Enable, Z = Disable
258 
259 // Clock 25MHz
260 reg iCLK_25;
261 
262 always@(posedge iCLK_50)
263   iCLK_25 <= ~iCLK_25;
264 
265 // NIOS CPU
266 wire CPU_CLK;
267 wire CPU_RESET_N;
268 
269 Reset_Delay delay0 (
270   .iRST(iKEY[0]),
271   .iCLK(iCLK_50),
272   .oRESET(CPU_RESET_N)
273 );
274 
275 // NIOS II system
276 nios_ii nios_ii0 (
277   // 1) global signals:
278   .clk_50(iCLK_50),
279   .pll_c0_system(CPU_CLK),
280   .pll_c1_memory(SRAM_CLK),
281   .pll_c2_audio(oAUD_XCK),
282   .reset_n(CPU_RESET_N),
283   .clk_25(iCLK_25),
284   // the_DM9000A_IF_0
285   .avs_s1_export_ENET_CLK_from_the_DM9000A(oENET_CLK),
286   .avs_s1_export_ENET_CMD_from_the_DM9000A(oENET_CMD),
287   .avs_s1_export_ENET_CS_N_from_the_DM9000A(oENET_CS_N),
288   .avs_s1_export_ENET_DATA_to_and_from_the_DM9000A(ENET_D),
289   .avs_s1_export_ENET_INT_to_the_DM9000A(iENET_INT),
290   .avs_s1_export_ENET_RD_N_from_the_DM9000A(oENET_IOR_N),
291   .avs_s1_export_ENET_RST_N_from_the_DM9000A(oENET_RESET_N),
292   .avs_s1_export_ENET_WR_N_from_the_DM9000A(oENET_IOW_N),
293   // the_ISP1362
294   .avs_hc_export_OTG_ADDR_from_the_ISP1362(oOTG_A),
295   .avs_hc_export_OTG_CS_N_from_the_ISP1362(oOTG_CS_N),
296   .avs_hc_export_OTG_DATA_to_and_from_the_ISP1362(OTG_D),
297   .avs_hc_export_OTG_INT0_to_the_ISP1362(iOTG_INT0),
298   .avs_hc_export_OTG_RD_N_from_the_ISP1362(oOTG_OE_N),
299   .avs_hc_export_OTG_RST_N_from_the_ISP1362(oOTG_RESET_N),
300   .avs_hc_export_OTG_WR_N_from_the_ISP1362(oOTG_WE_N),
301   .avs_dc_export_OTG_INT1_to_the_ISP1362(iOTG_INT1),
302   // the_audio
303   .avs_s1_export_BCLK_to_the_AUDIO(AUD_BCLK),
304   .avs_s1_export_DACLRC_to_the_AUDIO(AUD_DACLRCK),
305   .avs_s1_export_DACDAT_from_the_AUDIO(oAUD_DACDAT),
306   .avs_s1_export_ADCLRC_to_the_AUDIO(AUD_ADCLRCK),
307   .avs_s1_export_ADCDAT_to_the_AUDIO(iAUD_ADCDAT),
308   // the_i2c_sclk
309   .out_port_from_the_i2c_sclk(oI2C_SCLK),
310   // the_i2c_sdat
311   .bidir_port_to_and_from_the_i2c_sdat(I2C_SDAT),
312   // the_lcd
313   .LCD_E_from_the_lcd(oLCD_EN),
314   .LCD_RS_from_the_lcd(oLCD_RS),
315   .LCD_RW_from_the_lcd(oLCD_RW),
316   .LCD_data_to_and_from_the_lcd(LCD_D),
317   // the_pio_button
318   .in_port_to_the_pio_button(iKEY),
319   // the_pio_green_led
320   .out_port_from_the_pio_green_led(oLEDG),
321   // the_pio_red_led
322   .out_port_from_the_pio_red_led(oLEDR),
323   // the_seg7 
324   .avs_s1_export_seg7_from_the_SEG7({oHEX7_DP, oHEX7_D, oHEX6_DP, oHEX6_D, oHEX5_DP,
325     oHEX5_D, oHEX4_DP,oHEX4_D, oHEX3_DP, oHEX3_D, oHEX2_DP, oHEX2_D, oHEX1_DP, oHEX1_D,
326     oHEX0_DP, oHEX0_D}),
327   // the_pio_switch
328   .in_port_to_the_pio_switch(iSW),
329   // the_sd_clk
330   .out_port_from_the_sd_clk(oSD_CLK),
331   // the_sd_cmd
332   .bidir_port_to_and_from_the_sd_cmd(SD_CMD),
333   // the_sd_dat
334   .bidir_port_to_and_from_the_sd_dat(SD_DAT),
335   // the_sd_dat3
336   .bidir_port_to_and_from_the_sd_dat3(SD_DAT3),
337   // the_sdram (u1)
338   .zs_addr_from_the_sdram_u1(dram_a),
339   .zs_ba_from_the_sdram_u1(dram_ba),
340   .zs_cas_n_from_the_sdram_u1(dram_cas_n),
341   .zs_cke_from_the_sdram_u1(dram_cke),
342   .zs_cs_n_from_the_sdram_u1(dram_cs_n),
343   .zs_dq_to_and_from_the_sdram_u1(DRAM_DQ),
344   .zs_dqm_from_the_sdram_u1(dram_dqm),
345   .zs_ras_n_from_the_sdram_u1(dram_ras_n),
346   .zs_we_n_from_the_sdram_u1(dram_we_n),
347   // the_tristate_bridge_avalon_slave (flash)
348   .address_to_the_cfi_flash({oFLASH_A[21:0],FLASH_16BIT_IP_A0}),
349   .data_to_and_from_the_cfi_flash({FLASH_DQ15_AM1,FLASH_DQ}),
350   .read_n_to_the_cfi_flash(oFLASH_OE_N),
351   .select_n_to_the_cfi_flash(oFLASH_CE_N),
352   .write_n_to_the_cfi_flash(oFLASH_WE_N),
353   // the_tristate_bridge_1_avalon_slave (ssram)
354   .address_to_the_ssram({oSRAM_A[17:0],SRAM_DUMMY_ADDR}),
355   .adsc_n_to_the_ssram(oSRAM_ADSC_N),
356   .bw_n_to_the_ssram(oSRAM_BE_N),
357   .bwe_n_to_the_ssram(oSRAM_WE_N),
358   .chipenable1_n_to_the_ssram(oSRAM_CE1_N),
359   .data_to_and_from_the_ssram((SRAM_DQ)),
360   .outputenable_n_to_the_ssram(oSRAM_OE_N),
361   // the_uart
362   .cts_n_to_the_uart(oUART_CTS),
363   .rts_n_from_the_uart(iUART_RTS),
364   .rxd_to_the_uart(iUART_RXD),
365   .txd_from_the_uart(oUART_TXD),
366 );
367 
368 endmodule


219行

// SDRAM
// the sdram is shahred with rtl and nios
wire [12:0] dram_a;
wire [1:0]  dram_ba;
wire        dram_cas_n;
wire        dram_cke;
wire        dram_cs_n;
wire [3:0]  dram_dqm;
wire        dram_ras_n;
wire        dram_we_n;

// dram1
assign oDRAM0_CLK = SRAM_CLK;        // SDRAM0 Clock
assign oDRAM1_CLK = SRAM_CLK;        // SDRAM1 Clock

assign oDRAM0_A     = dram_a;
assign oDRAM0_BA    = dram_ba;
assign oDRAM0_CAS_N = dram_cas_n;
assign oDRAM0_CKE   = dram_cke;
assign oDRAM0_CS_N  = dram_cs_n;
assign oDRAM0_LDQM0 = dram_dqm[0];
assign oDRAM0_UDQM1 = dram_dqm[1];
assign oDRAM0_RAS_N = dram_ras_n;
assign oDRAM0_WE_N  = dram_we_n;

// dram2
assign oDRAM1_A     = dram_a;
assign oDRAM1_BA    = dram_ba;
assign oDRAM1_CAS_N = dram_cas_n;
assign oDRAM1_CKE   = dram_cke;
assign oDRAM1_CS_N  = dram_cs_n;
assign oDRAM1_LDQM0 = dram_dqm[2];
assign oDRAM1_UDQM1 = dram_dqm[3];
assign oDRAM1_RAS_N = dram_ras_n;
assign oDRAM1_WE_N  = dram_we_n;


宣告從SOPC的SDRAM port所連出的wire,並且連到top module的SDRAM port。

關鍵在於DRAM_DQ是個inout [31:0],不能設成wire,必須要直接從SOPC接出來,我第一次就是這樣失敗的。

337行

// the_sdram (u1)
.zs_addr_from_the_sdram_u1(dram_a),
.zs_ba_from_the_sdram_u1(dram_ba),
.zs_cas_n_from_the_sdram_u1(dram_cas_n),
.zs_cke_from_the_sdram_u1(dram_cke),
.zs_cs_n_from_the_sdram_u1(dram_cs_n),
.zs_dq_to_and_from_the_sdram_u1(DRAM_DQ),
.zs_dqm_from_the_sdram_u1(dram_dqm),
.zs_ras_n_from_the_sdram_u1(dram_ras_n),
.zs_we_n_from_the_sdram_u1(dram_we_n),


從SOPC的SDRAM port連出的wire。

證明這種方式的正確性
從三個方式來證明:
1.執行Hello World project template,並將Nios II程式跑在SDRAM上。
2.執行Hello MicroC/OS-II project template,並將Nios II程式跑在SDRAM上。
3.執行Memory Test project template,證明64MB SDRAM皆可正常存取。

1.Hello World

sdram3204

執行結果

sdram3205

2.Hello MicroC/OS-II

sdram3206

執行結果

sdram3207

3.Memory Test
儘管能順利的在SDRAM執行Hello World與Hello MicroC/OS-II,還是很令人擔心這種方式是否能正確的存取DE2-70的64MB SDRAM,為了客觀起見,我們使用了Nios II內建的Memory Test project template。

Step 1:
使用Memory Test project template

sdram3208

Step 2:
將Nios II跑在SSRAM

因為SDRAM即將接受測試,所以將Nios II程式跑在SSRAM上

sdram3209

Step 3:
執行Memory Test

sdram3210

因為要測試SDRAM,所以輸入a繼續。

sdram3212

接著要我們輸入要測試的memory起始位置與結束位置,該怎麼填呢?回想一下SOPC Builder怎麼對SDRAM定址。

sdram3211

根據SOPC Builder,0x04000000為SDRAM的起始位置,0x07ffffff為結束位置。

執行結果

sdram3213

證明64MB SDRAM通過測試。

完整程式碼下載
DE2_70_NIOS_11.7z

Conclusion
或許有些人喜歡將2顆SDRAM分開使用,甚至有人1顆SDRAM是掛在Avalon bus上,另外1顆直接使用Sdram_Control_4Port控制;這就類似有人喜歡一顆硬碟分割成好幾個磁區,也有人喜歡將好幾顆硬碟合併成一顆使用。不過以傳輸來說,既然Nios II CPU是32 bit,所有的ip都是32 bit,SDRAM的16 bit反而是傳輸上的瓶頸,透過本文雙通道的方式,將2顆16 bit SDRAM合併成1顆32 bit SDRAM使用,可以讓整個系統順暢的以32 bit運行,不再需要Avalon bus的Dynamic Bus Sizing機制,充分發揮DE2-70兩顆SDRAM的優勢。

See Also
(原創) 哪裡有DE2-70的Nios II reference design可以參考? (SOC) (DE2-70) (Nios II) (SOPC Builder)
(原創) avm_m1_writedata[15:0] 與 avm_m1_writedata[31:0]配合avm_m1_byteenable = 4'b0011意義是否一樣? (SOC) (SOPC Builder) (DE2-70)
(原創) 如何使用Pipeline Bridge增進Nios II系統的Fmax? (SOC) (Quartus II) (Nios II) (SOPC Builder) (DE2-70)

posted on 2008-11-25 11:39  真 OO无双  阅读(9055)  评论(14编辑  收藏  举报

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