Spartan6 FPGA 使用ISE自建DDR3写测试平台_ise ddr3配置

Spartan6 FPGA DDR3自建写测试平台

FPGA

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先简单总结一下前面建立FPGA DDR3 IP Core，以及简单简述一下DDR3 IP Core的信号。

1.DDR3 IP core建立的时候，如果网上没有搭建这个IP核的资料，我们要怎么搭建呢? 

2.打开后得到这个文档，点击Click here,可以获得这个IP Core的搭建设置方法 

3.点击Click here后，得到User Guide手册 

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DDR3 IP Core各个信号，查看MCB这个文档
他的引脚信号分布 

我们控制的就是右边的IOB信号。左边的信号有几个端口就要看你创建IP核的时候的Port设置了。 
因为我之前创建IP核的时候是将他设置成了2个64bit的Port。所以这里是有P0和P1信号端口。 

接口的分类

 

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command path 中比较有用的几个信号 
(c3_p0_cmd_clk),//cmd FIFO的用户时钟,上升沿有效 
(c3_p0_cmd_en), //该高电平有效信号是用于写入的写入使能信号 
(c3_p0_cmd_instr),//指令端口 
(c3_p0_cmd_bl),//突发长度，0-63 
(c3_p0_cmd_byte_addr),//字节开始的地址，他的后面几位不能为0 
(c3_p0_cmd_empty),//FIFO的空标志，高有效 
(c3_p0_cmd_full),//FIFO的满标志

由MCB的手册可知，这些信号都是Command path信号 
 
那我们如何向DDR3写入command呢？打开目录，找到command path timing，找到他的时序图，根据手册时序图写程序就可以向DDR3写入指令。 
 

command path的读写时序。

写时序 

注意：这里需要注意时钟，这里有好几个时钟，command path timing（write）时钟是cmd_clk,这个时钟主要是用来检测cmd_en信号的，而我们如果需要将instr指令端口信号写入DDR3，则使用的是Wr_clk

我们看看cmd_clk和wr_clk手册怎么说的吧

cmd_clk 
 
wr_clk 

write_path_timing 

那cmd和wirte是怎么协调的呢？

我们可以看到在command path timing 时序和write path timing都可以看到cmd和write都有调用到FIFO。cmd_FIFO存储的是命令指令，write data fifo里面存储是要写入到DDR3中的数据。那我们要往DDR3写入数据，那么DDR3先读入cmd_instr的数据。先知道是读操作还是写操作。得知是写操作后，会去访问Write Data FIFO里面的数据，将Write FIFO里面的数据写入DDR3 FIFO。读操作，就是讲Read FIFO里面的数据读出来。因此，在写命令的时候，我们需要确保DDR3的Wr_data_FIFO里面是有数据的。所以我们要将上面的步骤反过来，先向Write data fifo写入想要DDR3芯片内部数据，之后再向cmd fifo中写入相应的写指令。这样的话，我们的时序图可以这么写 
 
cmd_en也就是去检测wr_en的下降沿。

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代码的实现

将顶层文件DDR3的command 引脚和 write引脚引出来。 
因为我们是仿真时序，所以我们新建一个wr_trig来控制wr_en。 
 
仿真时序图

新建一个ddr3_drive文件。 
 
上图是ddr3_drive的引脚信息。因为我们是仿真，所以我们将instr直接固定成3'b000写模式，将Bl,mask也固定。

ddr3_drive代码：

    module ddr3_drive(
//system signal
input                   s_clk                   ,       
input                   s_rst_n                 ,       
//DDR3 User Interface
output wire             p0_cmd_en               ,       
output wire [2:0]       p0_cmd_instr            ,       
output wire [5:0]       p0_cmd_bl               ,       
output wire [29:0]      p0_cmd_byte_addr        ,       
output reg              p0_wr_en                ,       
output wire [7:0]       p0_wr_mask              ,       
output reg [63:0]       p0_wr_data              ,       
//Debug
input                   wr_trig 
);
 
 
//========================================================================\
// =========== Define Parameter and Internal signals =========== 
//========================================================================/
reg                             p0_wr_en_r1                     ;      //用于捕获wr_en的下降沿 
 
 
//=============================================================================
//**************    Main Code   **************
//=============================================================================
always  @(posedge s_clk or negedge s_rst_n) begin
        if(s_rst_n == 1'b0)
            p0_wr_en <= 'd0;
        else if(p0_wr_data >= 'd15)
            p0_wr_en <= 'd0;
        else if(wr_trig == 1'b1)
            p0_wr_en <= 1'b1;
end
 
always  @(posedge s_clk or negedge s_rst_n) begin
        if(s_rst_n == 1'b0)
            p0_wr_data <= 'd0;
        else if(p0_wr_en == 1'b1)
            p0_wr_data <= p0_wr_data + 1'b1;
end
 
 
always  @(posedge s_clk) begin
       p0_wr_en_r1 <= p0_wr_en;
end
 
assign p0_cmd_en = ~p0_wr_en & p0_wr_en_r1;
assign p0_cmd_instr = 3'b000;//write
assign p0_cmd_bl = 'd15;
assign p0_cmd_byte_addr = 'd0;
assign p0_wr_mask = 8'b0;
 
    endmodule 

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顶层文件将ddr3_drive文件例化进去。 
 
注意：这里给ddr3_drive的是ddr3例化文件给出的user clock和user reset。reset是高电平有效的，即高电平复位。所以给ddr3_drive传入的是~c3_rst0。需要去一次反。 

让ddr3_drive的信号与ddr3的例化文件信号一致。 
 
将cmd_clk和wr_clk都用c3_clk0传入。

在top文件中再声明一下即可。 

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接下来就是写仿真的脚本文件了

主要就是去产生一个wr_trig信号 
代码如下

initial begin
    wr_trig = 0;
    @(posedge c3_calib_done)
    #10_0000;//10ns
    wr_trig = 1;
    #25600;
    wr_trig = 0;
end

因为ddr3的操作要在calib_done完成后（calib_done是指MCB初始化完成的信号）才能读写ddr3.所以top文件也需要将c3_calib_done引出，在tb文件中例化进来。 

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接着因为我们需要查看ddr3_drive_inst,u_mig_39_2的信号，为了提高效率，我们通过tcl脚本添加。 
 
在工程文件中有fdo和udo两个文件。这就相当于我们平时自己写的do文件。fdo是ISE产生的，一般不改变，udo是ISE给用户添加的do文件。udo也就是user do的意思。 
 
将分组和添加信号的脚本卸载udo文件中。 
 
点击开始仿真。

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波形的分析

我们要先找到wr_trig信号。因为真正的数据端口是ddr3_dq引脚，我们主要查看的是wr_trig拉高后的ddr3_dq引脚信号。看波形我们可以知道wr_trig引脚在34855200ps后拉高。我们就去看这个时间后的打印信息。 

注意：因为我们FPGA DDR3 IP是64bit port，而我们DDR3实际是16bit的port。所以我们这里是并不是0000,0001，0002这样下去。 
 
而是这样四个一组的。 
因为我们测试是0-15，所以最终到0x0f，看打印信息，可知仿真正确。 

 

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