1、SDRAM在任意波形發生器中的應用            摘要：隨著任意波形發生器工作頻率的不斷提高，為了精確表達復雜信號，使用作為波形存儲體已不能滿足容量上的要求。介紹了一種基于的設計方案，能有效解決這一問題。文中重點討論了一種簡化控制器的設計方法。關鍵詞：任意波 同步動態存儲器 可編程邏輯器件任意波形發生器在雷達、通信領域中發揮著重要作用，但目前任意波形發生器大多使用靜態存儲器。這使得在任意波形發生器工作頻率不斷提高的情況下，波形的存儲深度很難做得很大，從而不能精確地表達

2、復雜信號。本文介紹的基于動態存儲器（）的設計能有效解決這一問題，并詳細討論了一種簡化控制器的設計方法。 任意波形發生器的總體方案工作頻率、分辨率和存儲長度是任意波形發生器最關鍵的三個性能參數。高的工作頻率意味著高的輸出信號頻率和帶寬，高的分辨率通常意味著高的信噪比，而存儲長度決定了信號的精確程度。下面介紹的方案是筆者實際開發的一款任意波形發生器卡（如圖所示），它的工作頻率為，分辨率為位，存儲長度為字，現已得到了廣泛地應用。該電路主要有兩種工作狀態：寫數據狀態和讀數據狀態。下面簡單描述其工作過程。寫數據狀態：根據所要設計的波形計算波形數據，并轉換成位的無符號數；打開總線開關，屏蔽操作，在控制器的

3、配合下，將波形數據通過接口電路交替寫入和中，即中依次存放數據,；中依次存放數據,（如表所示）。表1 SDRAM中的數據存放格式地址SDRAM1SDRAM20D0D11D2D32D4D5讀數據狀態：開啟通道，關閉總線開關以斷開與之間的數據連接；在控制器的控制下，將中的數據同時（并行）讀出；經過的緩沖得到連續的數據流，再經位向位的并串轉換，將數據速率提升倍后，供給進行數模轉換，即可得到所編輯的信號。圖中用兩片并行工作，是因單片不可能提供的數據流。實際使用的器件是，工作時鐘為。緩存的輸出數據，將突發數據流轉換成連續數據流，使得在處于刷新狀態時，仍能維持正常的數據輸出。實際使用的器件是兩片并行工作的，

4、寫入時鐘為，讀出時鐘為。并串轉換的作用是提升數據的速率，在器件內部完成，筆者采用具有良好動態性能的。及控制接口是一個基于的設備，可改進為設備；時鐘電路用來產生和的同步時鐘。下面重點研究控制器的設計，它是本系統的主要特色之一。 控制器的設計 的主要特點與靜態存儲器（）相比，的容量大（通常是幾倍至幾十倍的關系）；與 或相比，它的控制又相對簡單，因而它依然是大容量存儲器工程項目的良好選擇。下面描述的幾個重要基本概念反映了它的主要特點。行列地址：的地址是行列復用的，此舉有效減少了芯片的引腳。預充電：讀寫操作只對預充電過的行有效。也就是說，在數據讀寫操作跨行時，需要先進行至少一次的預充電操作。自動刷新：

5、眾所周知，只要是動態，就存在刷新問題，也不例外。通常每隔需要將所有存儲單元刷新一遍。自刷新：當需要保留芯片內的數據，而暫時又不需要操作時，可以設置芯片進入自刷新狀態。工作模式寄存器：控制工作方式的寄存器。 的狀態流程的完整狀態機由個狀態構成，且狀態轉移是非隨機的（如圖所示）。正是如此眾多的狀態及其復雜的轉換關系，導致的控制較為復雜。需要特別說明的是，的狀態轉移有自動轉移與人工轉移之分（圖中以粗細箭頭加以區別）。自動轉移在當前狀態結束后立即進入下一個狀態；而人工轉移在當前狀態結束后即停留在當前狀態，只有一條當前狀態允許的命令才能進入下一個狀態。可以想象，自行設計如此復雜的控制流程絕非易事。值得慶

6、幸的是，在大多數應用中并不需要完備的狀態機。下面討論一種簡化的狀態機。 簡化的狀態流程根據任意波形發生器的特點，對的功能進行了以下簡化：（）省略隨機存取功能，固定為順序讀寫；（）省略待機、自刷新、普通讀寫功能；（）省略所有的掛起功能；（）工作模式固定為突發式讀、單個式寫；（）數據延時固定為個時鐘周期；（）刷新模式只使用自動刷新方式，器件空閑時即處于連續的自動刷新狀態；（）器件僅在上電后進行一次初始化，不能改變工作模式；（）突發方式固定為順序方式，突發長度固定為整頁；（）只使用帶預充電的讀寫指令；在每次讀寫操作完成后，即啟動一個自動刷新周期。經過以上簡化的狀態機如圖所示。 控制器的實現為了實現上述簡化的控制功能，采用一片公司生產的器件。圖是任意波形發生器控制流示意圖。由于具體編程要涉及許多細節問題，在此不做贅述，其主要功能如下：（）通過總線，實現與的接口，接收波形數據和讀命令；（）上電自動初始化；（）生成位（字存儲器空間）的線性地址，并按行列復用的方式輸出；（）生成的控制信號，完成讀、寫和自動刷新功能；（）控制，以解決刷新和波形長度不是頁長度的倍數問題。雖然完全應用確實比較復雜，但只