DDR协议基础进阶（四）DDR协议命令波形时序一——（ACT、Read、Write）

一、DDR 命令真值表

DDR的Command命令由CKE、CS#、RAS#、CAS#、WE#信号组成，这几个信号进行不同的搭配组合会形成不同的Command命令模式；（RAS： Row Address Strobe，行地址选通脉冲；CAS： Column Address Strobe，列地址选通脉冲；）
Command命令与地址Address相互协同共同完成对DDR mem颗粒的访问操作。

二、ACT激活命令时序要求

ACTIVE命令是在对mem颗粒进行读写访问之前需要发出的第一个命令：

ACTIVATE命令协同Address命令会激活某一特定bank的某一行，每一次操作只能打开同一个Bank的一行，而非多行；
Address选中激活的行，只有在Precharge之后才会失效。
传输过程中Burst Length模式在MR0寄存器中定义，分三种：BL8 fixed，BC4 fixed，BL8 or BC4 on the fly。

2.1、ACTIVATE波形——tRRD、tFAW

t0-t7：激活Bank中的某一行；
tRRD：激活两个不同Bank所需要的最小时间间隔；
tFAW：连续激活五个不同Bank所需要的时间间隔（注意：tFAW > 4 * tRRD），其中tFAW是滚动计时，并不会限制Bank数量。

2.2、ACTIVATE波形——tRAS、tRC

t0-t10：ACT激活和Precharge关闭协同操作特定Bank中的某一行；
tRRD：激活两个不同Bank所需要的最小时间间隔；
tRAS：ACT激活Bank的某一行后，再对其进行Precharge关闭所需要的最小时间间隔；
tRC：同一块Bank先后被打开所需要的最小时间间隔，第一次ACT打开Bank后需要先Precharge关闭然后再次执行ACT打开操作（两次ACT打开的同一块Bank的不同Row）；
tRD：非同一块Bank先后被打开所需要的最小时间间隔，第一次ACT打开Bank后需要先Precharge关闭然后再次执行ACT打开操作；
tRP：关闭Precharge Bank所需要消耗的时间。

三、Read命令时序要求

当ACTIVE命令发出并激活Address指定的Bank的某一Row行之后，随即开始进行Read读访问：

读数据访问的地址一般为A0-Ax，其中A10被用来判断是否需要进行Auto-precharge操作；
下图中的CAS Latency（CL）在MR0寄存器中进行配置，Additive Latency（AL）在MR1寄存器中进行配置。

3.1、Read 波形——无Additive Latency

tRCD： RAS to CAS Delay，RAS至CAS延迟；亦即从ACT到RD/WR命令之间的时间间隔。
最小的延迟时间需满足：CL = nRCD = nRP = 8个时钟周期。
读取数据：先ACT行地址 —> 发出读命令和列地址 —> 等待列地址生效后开始数据读取。

3.2、Read 波形——有Additive Latency

AL的值是通过配置MR1寄存器实现，当AL的值不为0时，ACTBank后，RD读命令会提前发出，但是并不会影响正式读取数据的时间节点，AL=0和AL=7的时序都是在t16时刻开始进行数据读取。

3.3、Read 波形——Additive Latency使用场景

1. AL = 0时场景，易导致总线上的DQ数据输出时，产生气泡Bubble，打断数据传输的连续性，降低数据传输效率；也可能会推迟总线上DQ数据的发出时间导致，Latency增加，降低传输效率。

tRRD：激活两个不同Bank所需要的最小时间间隔；
tRCD： RAS to CAS Delay，RAS至CAS延迟；亦即从ACT到RD/WR命令之间的时间间隔；
tRAS：ACT激活Bank的某一行后，再对其进行Precharge关闭所需要的最小时间间隔；

2. AL ≠ 0时场景，可以ACT激活Bank后，快速发出对应的RDA读指令，从而避免不同Bank之间的ACT和RDA命令 ‘冲突’，避免数据传输时产生Bubble，提高DQ的连续性，大大提高数据传输效率。

3.4、Read to Precharge波形

tRTP：发出READ读命令后再对当前Bank进行Precharge操作所需要的最小时间间隔；
tRP： Precharge command period，预充电有效周期，即关闭Bank所需要的最小时间，在发出预充电命令之后，要经过一段时间才能允许发送RAS行有效命令打开新的工作行；

3.5、Sequential Read波形——BC4 to BC4

tCCD：连续READ(WRITE)读取两个Bank的最小时间间隔；

3.6、Sequential Read波形——BL8 to BL8

与BL8 to BL8传输相比，BC4 to BC4传输会减少DQS信号的翻转，降低功耗，但是对于数据传输效率的提升并无帮助。

3.7、Read to Write波形——BL8 to BL8（重要）

tRL：从发出READ读命令到DQ正式开始进行读数据之间的最小时间间隔；
tWL：从发出WRITE写命令到DQ正式开始进行写数据之间的最小时间间隔；
2tCK：DQ输出READ数据转换为输出WRITE需要消耗的最小时间，这里的消耗不可避免，且会造成一定的效率损失。

3.8、Read to Write波形——BC4 to BC4

On The Fly（OTF）的传输模式对效率的提升有一定的帮助；（如果数据在传输的最后一拍只传输BC4，则会节省2个clk cycle）

3.9、Read to Write波形——BL8 to OTF(BC4)

在实际的DDR工作过程中，不同的工作模式（Burst type）不可以随便的进行切换，这里的时序只作为了解，实际场景中少见。（初始化过程中只能进行一种工作模式的设置）
本节时序同3.6小节。

四、WRITE命令时序要求

WRITE命令同READ命令相似，WRITE命令也需要在ACTIVE命令发出并激活Address指定的Bank的某一Row行之后发出，不同之处在于WRITE命令发出时会伴随DM信号以控制数据的Enable或者masked。当DM信号为高时，DQ数据无效；当DM信号为低时，DQ数据有效。 - 写数据访问时地址中A10也会被用来判断是否需要进行Auto-precharge操作。