SDRAM工做原理

SDRAM的工做原理

　　SDRAM之因此成为DRARM就是由于它要不断进行刷新（Refresh）才能保留住数据，所以它是DRAM最重要的操做。那么要隔多长时间重复一次刷新，目前公认的标准是，存储体中电容的数据有效保存期上限是64ms（毫秒，1/1000秒），也就是说每一行刷新的循环周期是64ms。这样刷新速度就是：行数量/64ms。咱们在看内存规格时，常常会看到4096 Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的标识，这里的4096与8192就表明这个芯片中每一个Bank的行数。刷新命令一次对一行有效，发送间隔也是随总行数而变化，4096行时为15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行时就为7.8125μs。HY57V561620为8192 refresh cycles / 64ms。

　　SDRAM是多Bank结构，例如在一个具备两个Bank的SDRAM的模组中，其中一个Bank在进行预充电期间，另外一个Bank却立刻能够被读取，这样当进行一次读取后，又立刻去读取已经预充电Bank的数据时，就无需等待而是能够直接读取了，这也就大大提升了存储器的访问速度。

　　为了实现这个功能，SDRAM须要增长对多个Bank的管理，实现控制其中的Bank进行预充电。在一个具备2个以上Bank的SDRAM中，通常会多一根叫作BAn的引脚，用来实如今多个Bank之间的选择。

　　SDRAM具备多种工做模式，内部操做是一个复杂的状态机。SDRAM器件的引脚分为如下几类。

　　（1）控制信号：包括片选、时钟、时钟使能、行列地址选择、读写有效及数据有效。

　　（2）地址信号：时分复用引脚，根据行列地址选择引脚，控制输入的地址为行地址或列地址。。

　　（3）数据信号：双向引脚，受数据有效控制。

　　SDRAM的全部操做都同步于时钟。根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态，能够产生多种输入命令。

　　模式寄存器设置命令。

　　激活命令。

　　预充命令。

　　读命令。

　　写命令。

　　带预充的读命令。

　　带预充的写命令。

　　自动刷新命令。

　　自我刷新命令。

　　突发停命令。

　　空操做命令。

　　根据输入命令，SDRAM状态在内部状态间转移。内部状态包括模式寄存器设置状态、激活状态、预充状态、写状态、读状态、预充读状态、预充写状态、自动刷新状态及自我刷新状态。

　　SDRAM支持的操做命令有初始化配置、预充电、行激活、读操做、写操做、自动刷新、自刷新等。全部的操做命令经过控制线CS#、RAS#、CAS#、WE#和地址线、体选地址BA输入。

　　一、行激活

　　行激活命令选择处于空闲状态存储体的任意一个行，使之进入准备读/写状态。从体激活到容许输入读/写命令的间隔时钟节拍数取决于内部特征延时和时钟频率。HY57V561620内部有4个体，为了减小器件门数，4个体之间的部分电路是公用的，所以它们不能同时被激活，并且从一个体的激活过渡到另外一个体的激活也必须保证有必定的时间间隔。

　　二、预充电

　　预充电命令用于对已激活的行进行预充电即结束活动状态。预充电命令能够做用于单个体，也能够同时做用于全部体（经过全部体预充电命令）。对于猝发写操做必须保证在写入预充电命令前写操做已经完成，并使用DQM禁止继续写入数据。预充电结束后回到空闲状态，也能够再次被激活，此时也能够输入进入低功耗、自动刷新、自刷新和模式设置等操做命令。

　　预充电中重写的操做与刷新操做同样，只不过预充电不是按期的，而只是在读操做之后执行的。由于读取操做会破坏内存中的电荷。所以，内存不但要每64ms刷新一次，并且每次读操做以后还要刷新一次。

　　三、自动预充电

　　若是在猝发读或猝发写命令中，A10/AP位置为“1”，在读写操做完成后自动附加一个预充电动做。操做行结束活动状态，但在内部状态机回到空闲态以前不能给器件发送新的操做命令。

　　四、猝发读

　　猝发读命令容许某个体中的一行被激活后，连续读出若干个数据。第一个数据在通过指定的CAS延时节拍后呈如今数据线上，之后每一个时钟节拍都会读出一个新的数据。猝发读操做能够被同体或不一样体的新的猝发读/写命令或同一体的预充电命令及猝发中止命令停止。

　　五、猝发写

　　猝发写命令与猝发读命令相似，容许某个体中的一行被激活后，连续写入若干个数据。第一个写数据与猝发写命令同时在数据线上给出，之后每一个时钟节拍给出一个新的数据，输入缓冲在猝发数据量知足要求后中止接受数据。猝发写操做能够被猝发读/写命令或DQM数据输入屏蔽命令和预充电命令或猝发中止命令停止。

　　六、自动刷新

　　因为动态存储器存储单元存在漏电现象，为了保持每一个存储单元数据的正确性，HY57V561620必须保证在64ms内对全部的存储单元刷新一遍。一个自动刷新周期只能刷新存储单元的一个行，每次刷新操做后内部刷新地址计数器自动加“1”。只有在全部体都空闲（由于4个体的对应行同时刷新）而且未处于低功耗模式时才能启动自动刷新操做，刷新操做执行期间只能输入空操做，刷新操做执行完毕后全部体都进入空闲状态。该器件能够每间隔7.8μs执行一次自动刷新命令，也能够在64ms内的某个时间段对全部单元集中刷新一遍。

　　七、自刷新

　　自刷新是动态存储器的另外一种刷新方式，一般用于在低功耗模式下保持SDRAM的数据。在自刷新方式下，SDRAM禁止全部的内部时钟和输入缓冲（CKE除外）。为了下降功耗，刷新地址和刷新时间所有由器件内部产生。一旦进入自刷新方式只有经过CKE变低才能激活，其余的任何输入都将不起做用。给出退出自刷新方式命令后必须保持必定节拍的空操做输入，以保证器件完成从自刷新方式的退出。若是在正常工做期间采用集中式自动刷新方式，则在退出自刷新模式后必须进行一遍（对于HY57V561620来讲，8192个）集中的自动刷新操做。

　　八、时钟和时钟屏蔽

　　时钟信号是全部操做的同步信号，上升沿有效。时钟屏蔽信号CKE决定是否把时钟输入施加到内部电路。在读写操做期间，CKE变低后的下一个节拍冻结输出状态和猝发地址，直到CKE变高为止。在全部的体都处于空闲状态时，CKE变低后的下一个节拍SDRAM进入低功耗模式并一直保持到CKE变高为止。

　　九、DQM操做

　　DQM用于屏蔽输入输出操做，对于输出至关于开门信号，对于输入禁止把总线上的数据写入存储单元。对读操做DQM延迟2个时钟周期开始起做用，对写操做则是当拍有效。