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          基于DDR3存儲器接口控制器IP核的視頻數(shù)據(jù)處理

          作者: 時間:2011-09-05 來源:網(wǎng)絡 收藏
            引言

          與過去幾代(DDR和DDR2)器件相比,DDR3存儲器器件有了明顯的進步。DDR3存儲器系統(tǒng)可以大大提升各種數(shù)據(jù)處理應用的性能。為了充分利用和發(fā)揮DDR3存儲器的優(yōu)點,使用一個高效且易于使用的控制器是非常重要的。視屏處理應用就是一個很好的示例,說明了DDR3存儲器系統(tǒng)的主要需求以及在類似數(shù)據(jù)流處理系統(tǒng)中DDR3接口所需的特性。希望能給大家有個客觀的認知。

            視頻處理系統(tǒng)將對于數(shù)據(jù)帶寬的要求推高到了極致:系統(tǒng)可以處理越多的數(shù)據(jù),就具有越高的性價比。視頻聚合器和路由器可并行處理多個視頻流,因此對于匹配數(shù)據(jù)處理能力和視頻帶寬的需求就成為了設計的一大挑戰(zhàn)。FPGA可通過在單個FPGA中實現(xiàn)多個視頻處理器來提供強大的處理能力。那么現(xiàn)在的挑戰(zhàn)就變成了要使數(shù)據(jù)盡快且高效地從FPGA進出。DDR3存儲器系統(tǒng)在大多數(shù)情況下可以為這些基于FPGA的系統(tǒng)提供足夠的帶寬。

            視頻處理設計說明

            我們的目標視頻處理設計將同時處理四個視頻源,將視頻數(shù)據(jù)轉換和壓縮為一種可以通過PCI Express接口傳輸?shù)酱鎯ζ鱤ub的格式。系統(tǒng)的主要功能塊如圖1所示。

            圖1:視頻處理器框圖

            FPGA獲取并緩存四個視頻源的數(shù)據(jù)流。這些FIFO緩沖器由DDR3存儲器控制器清空并保存在DDR3存儲器中。一旦一個完整的視頻數(shù)據(jù)包存儲完畢,視頻處理器會向DDR3存儲器控制器申請數(shù)據(jù),存儲器控制器讀取數(shù)據(jù)并將其傳到視頻處理器。視頻處理器對視頻數(shù)據(jù)進行格式化和壓縮,并通過DDR3存儲器控制器寫回存儲器。當一個視頻數(shù)據(jù)包全部處理完畢,并準備通過PCI Express接口進行傳輸,DDR3存儲器控制器從視頻處理器獲取數(shù)據(jù)并將其傳到PCI Express接口。

            控制器概述

            雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR3)同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)控制器是一種通用存儲器控制器,能與行業(yè)標準的DDR3 SDRAM器件和具有JESD79 - 3C型規(guī)范兼容的模塊接口。并對用戶應用提供了一個通用命令接口。DDR3 SDRAM是新一代SDRAM存儲器技術,具有更快的速度,緩沖SSO,由于直接將信號連到SDRAM,取代了低偏移的樹狀分布的方法,因此減少了布線。這個減少了需要整合DDR3存儲器控制器與應用的其余部分所需投入的工作量。

            特點

            支持所有LatticeECP3“EA”器件

            能與工業(yè)標準的DDR3 SDRAM器件和具有JESD79 - 3C規(guī)范兼容的模塊接口

            高性能DDR3,高達400 MHz/800 Mbps的操作

            支持存儲器數(shù)據(jù)路徑寬度為8 - ,16 - ,32和64位

            支持x8和x16器件配置

            支持無緩沖的DDR3 DIMM

            支持一個DIMM和每個DIMM的一個級

            8(固定)、“chopped 4”,或8(傳輸),或“chopped 4”(固定)的可編程突發(fā)長度

            可編程的CAS延遲

            可編程寫延遲

            四位順序或交織的讀突發(fā)類型

            支持自動的DDR3 SDRAM的初始化和刷新

            對每個DQS自動寫

            支持掉電模式

            支持動態(tài)片上終端(ODT)的控制

            終端數(shù)據(jù)選通(TDQS),僅適用x8寬度

            ECP3 IO原語管理讀偏移(讀電平相等)

            自動可編程間隔刷新,或用戶啟動刷新

            DDR3的SDRAM控制器可作為IPexpress用戶可配置的,能夠進行IP的配置,生成網(wǎng)表和模擬文件用于設計。請注意,除非購買了這個IP 的許可證,否則生成的位流可能會被阻止,或比特流可能有時間邏輯。

          DDR3存儲器控制器IP核框圖

            圖2:DDR3存儲器控制器框圖


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