SDRAM文件結構存儲控制的FPGA實現

摘 要:面對不同應用場景，原始采樣數據可能包含不同類型信號，而各種類型信號的處理也往往需要不同的數據幀結構。因此，需要對原始采樣數據進行快速緩存，并根據數據處理的要求進行重組幀。在此使用可編程器件設計了結構化狀態機對SDRAM進行讀寫控制，給出了一種便于FPGA實現的基于文件結構的數據緩存與重組幀方案。該方案已應用于某實際系統中，具有速度快、可靠性高的特點，并能靈活應用于其他存儲系統中。

關鍵詞:FPGA; 文件結構; 結構化狀態機; SDRAM; 存儲控制

中圖分類號:TN60; TP368.1 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)14-0167-04

FPGA Implementation of File Structure Storage Control for SDRAM

YU Yue-zhong1 ， HUANG Zhen1 ， LIN Xiao-kang2

(1. Institute of Micro-electronics， Tsinghua University， Beijing 100084， China;

2. Shenzhen Graduate School， Tsinghua University， Shenzhen 518055， China)

Abstract:For different applications， sampled data may contain different type signals， which need varied data frame structure to be processed. Therefore， flexible storage and reconstruction of the sampled data for dada processing are needed. A structural state machine was designed for storage control of SDRAM， which is based on a file structure data cache storage program with FPGA. Likewise， a reconstruction module of data frame structure is also realized. This new design is applied in a practical system with good performance in speed and reliability， and it also can be easily used in other storage systems with its flexibility.

Keywords:FPGA; file structure; structural state machine; SDRAM; storage control

0 引 言

面對不同的應用場景，原始采樣數據可能包含多種不同樣式的信號，這給傳統基于連續存儲方式的數據緩存系統帶來了挑戰。除此之外，由于對不同信號的處理往往需要不同的數據幀結構，緩存系統的設計需要保存原始采樣數據并能夠實現數據的重組幀，以滿足不同處理需求。針對以上問題，本文提出了一種基于文件結構存儲方式的數據緩存系統，該系統利用FPGA設計結構化狀態機實現對SDRAM的控制[1]，完成了對數據的緩存與重組幀，具有速度快、可靠性高、靈活性強和功能可擴展等優點。

1 系統總體設計

在系統設計上，采樣的數據都會采用數據幀結構，一般的設計大多是基于幀頭加數據的格式。在幀頭中包含一些數據的特征信息，其中最常見的有數據到達時間和數據結束時間。

傳統緩存系統的設計一般是采用幀頭加數據，幀頭加數據的連續存儲方式，系統發讀命令將幀頭和數據連續讀出送往后端，后端處理系統通過識別幀頭信息判斷該數據幀的長度，然后把該長度的數據做進一步處理?！?br>