JESD79-4 第4章 SDRAM命令描述与操作（4.26-4.27）_jedec, jesd79-4c: ddr4 sdram standard

4.26 刷新命令

在DDR4 SDRAM中刷新命令是在不同的操作中使用的。此命令并不是一直持续的，因此控制器必须在需要刷新的时候向DRAM发送REF命令。DDR4 SDRAM的每次刷新间隔为tREFI。当时钟的上升沿，CS_n, RAS_n/A16以及 CAS_n/A15保持低电平，且WE_n/A14与ACT_n保持高电平时，DRAM就会进入刷新周期。在进入刷新之前，所有的Bank都必须先完成Precharge，且满足时序参数tRP。刷新地址则由DRAM内部的刷新内核来生成，因此在执行REF命令时，DRAM的地址总线的值是不关心的。当刷新周期完成时，所有的Bank都是出于IDLE状态的。在REF命令之后至少需要等待tRFC时间，才能想DRAM发送除了DES之外的有效命令。tRFC参数是与颗粒容量相关的。
一般来说，在每个tREFI周期内都需要想DRAM发送一个REF命令。但是为了提高DRAM访问任务的高效与可切换性，REF命令允许一定灵活性，DRAM可支持REF命令的推迟与集中发送。在x1刷新模式下，最大可推迟8个REF刷新命令。在x2与x4刷新模式下，最大分别可以推迟16个与32个REF命令。也就是说，可推迟的REF命令个数在x1、x2、x4刷新模式下，分别是8、16、32。在推迟8个REF命令的情况下，REF命令之间的最大延迟可达到9*tREFI。同样的在x2与x4模式下，最大的刷新间隔为17*tREFI2与33*tREFI。在任何情况下，最大的刷新间隔都是9 × tREFI , 17 x tRFEI2与33 x tREFI4，即使是控制器连续发送的REF命令大于8、16、32，刷新间隔也不能超过上述的时间。

4.27 自刷新操作

DDR4 SDRAM中自刷新超市是用来保存存储阵列中的数据，即使在系统中其他的部分都已经断电的情况下，仍可以保持其功能。DRAM内部存在一个计数器来调整自刷新操作。SRE命令的定义是在时钟上升沿时，CS_n, RAS_n/A16, CAS_n/ A15以及CKE保持低电平，WE_n/A14与ACT_n保持高电平。 在执行SRE命令之前，DRAM中的所有Bank都必须处于IDLE状态，即需要执行PRE ALL命令，且需要满足时间参数tRP。IDLE的定义是，所有的Bank都是关闭的(tRP,tDAL等)，且没有正在进行的突发访问，且此时CKE为高电平。SRE命令之前的所有操作的时间参数都满足（tMRD, tMOD,tRFC, tZQinit, tZQoper, tZQCS等）。在SRE命令之前的最后一个时钟上升沿必须是一个DES命令，并且在SRE锁存后的一个时钟上升沿也必须是DES命令。在进入自刷新状态之后，DRAM会自动禁止ODT功能，并将所有终结电阻的状态设置成高阻。在退出自刷新状态后的tXSDLL时间内，DRAM会重新使能ODT，如果RTT_PARK使能，DRAM也会异步地设置RTT_PARK。DLL的状态也是在进入自刷新时关闭，退出自刷新时打开。 在进入自刷新状态之后，除了CKE与RESET之外的所有外部控制信号都是不关心的。为了维持自刷新时的操作，所有的供电与地（VDD, VDDQ, VSS, VSSQ, VPP, and VRefCA）都需要保持有效。根据DRAM的设计，DRAM内部的VrefDQ生成电路需要保持打开或者保持关闭。如果在进入自刷新状态时VerfDQ生成电路被关闭了，在退出自刷新状态时，需要保证在tXP内VrefDQ生成电路以及成功上电并且已经保持稳定。在退出自刷新之后的tXS时间内，不能出现任何写命令或者是写Leveling命令。DRAM在进入自刷新状态后的tCKE时间内最少会执行一次REF命令。 为了节约能耗，DRAM在进入自刷新状态之后会内部禁止时钟。所以DRAM处于自刷新状态的最小时间为tCKESR。用户可在进入自刷新状态之后的tCKESR时间后进行时钟频率的修改，或者是停止时钟。但是，时钟必须在退出自刷新命令钱的tCKSRX时间之外回到稳定状态。 退出自刷新的流程需要一系列的事件。第一，在CKE回到高电平之前，时钟必须保持稳定。当SRX命令被锁存时，需要满足如下的要求：
1. 不需要DLL锁定的命令：
tXS时间内可发送ACT, PRE, PREA, REF, SRE, PDE, WR, WRS4, WRS8, WRA, WRAS4, WRAS8命令；tXSFast时间内可发送ZQCL, ZQCS, MRS命令。对于MRS命令，仅允许MR0中的CL与WR/RTP；MR2中的CWL以及MR3中的geardown mode可被更改，且DRAM不能处于单设备可寻址模式。访问其它的DRAM模式寄存器需要满足tXS命令。需要注意的是写命令中的ODT与动态ODT模式需要DLL锁定之后才能开启。
2. 需要DLL锁定的命令
tXSDLL时间内可执行RD, RDS4, RDS8, RDA, RDAS4, RDAS8。根据系统环境与自刷新状态所占用的时间，ZQ校准命令需要执行，以补偿温度与电压的变化。在执行ZQ校准命令时，需要保证相关的时序参数满足要求。

CKE需要在退出自刷新时的tXSDLL时间内保持高电平，除了重新进入自刷新状态时。在退出自刷新后，在tXS时间之后且执行了一个REF命令，DRAM可重新进入自刷新状态或断电状态。在tXS时间内，每一个时钟上升沿都必须锁存一个DES命令。在tXSDLL时间内，当DLL-on已经打开，ODT必须在每个时钟上升沿都锁存为低电平。当DLL-off打开时，ODT可使用异步模式。在退出自刷新时，CKE信号会拉成高电平，此时可能使DRAM丢失一个内部的刷新事务。因此从退出自刷新到重新进入自刷新状态，DRAM至少需要执行一次REF命令。

从退出自刷新命令到第一个不需要DLL锁定的有效命令最小延时为tXS，为tRFC+10ns。此延时足矣让DRAM完成任何一次REF命令。当设备容量增大时，tRFC也会增加，同时tXS也会增加。MR4.A9是用来打开与关闭自刷新忽略模式的，此控制位为0时，DRAM退出自刷新，并且参考tXS参数。当此状态位有效时，DRAM将忽略任何正在进行的REF命令，并且不会增加刷新计数器。控制器可在tXS_abort时间后想DRAM发送一个REF命令，且不需要等待DLL锁定。在DRAM退出自刷新状态后，在重新进入自刷新状态之前至少需要执行一次REF命令。

4.27.1 低功耗自动自刷新

DDR4 SDRAM支持在多种温度范围内的低功耗自动自刷新操作（LP ASR）具体描述见下表中所述。

自动自刷新（ASR）
为了使得应用更加简便，DDR4 SDRAM提供自动自刷新模式（ASR）。ASR模式是通过MR2寄存器中的A6=1与A7=1来打开的。DRAM会根据自身的温度范围来管理进入自刷新状态的命令。在此模式下，DRAM会根据温度变化来改变刷新时间间隔。
手动模式
如果ASR模式没有使能，用户需要手动的将LP ASR模式寄存器配置成下面表格中的几种操作模式。根据进入自刷新状态时系统存储的温度情况，用户可在进入自刷新时选择使用哪一种固定的自刷新操作模式。用户有责任保证在ASR模式下DRAM的温度处于选择的ASR温度范围之内。并且用户需要在退出ASR到下一次ASR之前改变选择的模式。如果温度超过了选择模式的温度范围，那么有可能导致数据无法保持其正确性。