基于SDRAM芯片立體封裝大容量的應用

　　SDRAM即同步動態隨機存儲器(Synchronous Dynamic Random Access Memory)。由于其大容量、價格優廉、無需等待時間等優點在早期的PC機種得到了廣泛的應用。不同于其他的FLASH、SRAM和MRAM等存儲器，SDRAM需要同步時鐘，并且每隔一段時間需要刷新，否則數據將丟失。由于其功能強大、時序復雜，往往給應用者帶來極大地困難。本應用案例基于珠海歐比特控制工程股份有限公司的立體封裝大容量VDSD3G48芯片，介紹了對應的SDRAM控制器在FPGA上的實現，探討其使用方法。

　　1、VDSD3G48芯片介紹

　　VDSD3G48是一款容量3072M bits SDRAM 。它采用先進的立體封裝技術，由六片容量為8M×16×4banks的基片堆疊而成，組成了容量為32M×48×2的48位寬的數據接口存儲器。六片基片都有一個獨立的片選信號，通過兩組片選信號#CS0、#CS2、#CS4和#CS1、#CS3、#CS5可選擇具有48位寬的不同的存儲陣列。另外，通過六個片選信號和配合DQMH和LDQL信號可有選擇的選擇哪片基片工作和選擇輸出每片基片16位的高低8位，組成8、16、32、48位寬的存儲器。通過應用了立體封裝的技術縮短了互連導線，從而降低了寄生效應，使得器件具有高性能、高可靠、長壽命、大容量等的性能特點。

　　1.1 芯片的內部功能結構和外部引腳

　　圖1是立體封裝的大容量芯片VDSD3G48中每一片基片的內部結構和功能框圖，由MEMORY存儲陣列、控制邏輯(包括指令譯碼和模式寄存器等)、列地址譯碼器、列地址鎖存器、bank控制邏輯、行地址數據選擇器、bank行地址鎖存器、刷新定時器、讀數據鎖存和屏蔽和輸出數據寄存器等部分組成。

　　圖2是立體封裝的大容量存儲芯片VDSD3G48的內部結構和功能框圖，其中A[0:12]為地址線，BA0、BA1是banks選擇信號、CLK是時鐘輸入信號，#CS0-#CS5是六片基片DIE1-DIE6的芯片片選信號，CKE、RAS、CAS、WE 是控制信號，DQ[0:47]是芯片的數據線，其中數據線DQ[0:15]為DIE1、DIE2的數據線，數據線DQ[16:31]為DIE3、 DIE4的數據線，數據線DQ[32:47]為DIE4、DIE5數據線，DQMH0 、DQMH1、DQMH2、DQMH3 、DQMH4、DQMH5和DQML0 、DQML1、DQML2、DQML3 、DQML4、DQML5分別為DIE1-DIE6的高低8位的輸出屏蔽信號。

圖1 VDSD3G48中基片的的內部功能結構框圖

圖2 VDSD3G48的功能總結構框圖

　　VDSD3G48引腳的功能如表1所示：　
表1 VDSD3G48引腳功能說明

　　1.2 芯片的主要特性

　　1、3.3V+0.3V電源電壓;

　　2、時鐘頻率高達133MHz;

　　3、完全同步：所有信號在時鐘的上升沿鎖存;

　　4、內部流水線操作;

　　5、可編程爆發長度：1，2,4,8或頁;

　　6、自動預充電;

　　7、自動刷新;

　　8、64ms，8192-刷新周期;

　　9、兼容LVTTL;

　　1.3 芯片的操作

　　芯片VDSD3G48操作比較復雜，在能夠進行最簡單的讀寫操作之前必須要進行初始化和模式設置，是芯片工作在一個確定的工作模式。這些操作，包括讀寫操作，都是通過控制器傳送命令來完成的。VDSD3G48AM有多個命令，這些命令定義如圖3 VDSD3G48真值表所示：