SDRAM时钟相移估算

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     Quartus II Handbook Version 9.0 Volume 5:Embedded Peripherals》中Section I的1. SDRAM Controller Core部分提出了如何估计SDRAM数据有效信号窗口，并且给出了SDRAM时钟相对于FPGA时钟相移估计公式。

     下面先就事论事，对官方给出的这个公式做一些推导说明。（详细的内容请读者参考上面给出的资料，本文重点讨论估算公式。）原文的四个公式如图1和图2所示。

 

图1

 

图2

    对上述四个公式的推导如图3和图4所示。

 

图3

 

图4

    由上面得到的四个参数再代入下面两个公式求得Maximum Lag和Maximum Lead。

        Maximum Lag = minimum(Read Lag, Write Lag)

        Maximum Lead = minimum(Read Lead, Write Lead)

    最后的相移值由（Maximum Lag + Maximum Lead）/ 2得到。简单的理解，就是相移值满足数据读和写有效的最小区间的中间值。

     过去特权同学对这个相移估算也没有太多办法，只能凭感觉找，或者说是主要根据时序分析的结果来一次次的定位最佳的相移值，工作量比较大，也有撞运气的成分在里面，而Altera官方提出的这个方法还是很有效的，至少可以将用户的相移值定位到一个比较小的范围内再进行调整。在这个基础上还需要考虑一些PLL输出延时或者说是板级延时之类的影响，一般也只需要微调就可以搞定。

    为了验证这种估算方法在工程应用中是否可行，特权同学特地拿出过去一个比较稳定工作的SDRAM控制器的一些参数进行计算。估算需要涉及到的参数如图5、图6、图7、图8所示。图5是slack最小的R2P输出时间；图6是slack最大的R2P输出时间；图7是datasheet提供的FPGA寄存器的建立保持时间参数，在TimeQuest的路径分析报告中也能找到这些参数；图8是SDRAM的Datasheet提供的相关时序参数。

 

图5

 

 

图6

 

图7

 

图8

    结合上面的参数，可以进行相移估算如图9所示。

 

图9

    估算到的最佳相移值是1.2005ns，而实际工程中稳定运行的相移是2ns，即估算值的微调范围内