嵌入式视频系统中SDRAM时序控制分析

在高速数字视频系统应用中，使用大容量存储器实现数据缓存是一个必不可少的环节。SDRAM就是经常用到的一种存储器。

但是，在主芯片与SDRAM之间产生的时序抖动问题阻碍了产品的大规模生产。在数字电视接收机的生产实际应用中，不同厂家的PCB板布线、PCB材料和时钟频率的不同，及SDRAM型号和器件一致性不同等原因，都会带来解码主芯片与SDRAM间访问时序的抖动问题。

本文利用C-NOVA公司数字电视MPEG-2解码芯片AVIA9700内置的SDRAM控制器所提供的时序补偿机制，设计了一个方便使用的内存时序测试软件工具，利用这个工具，开发测试人员可在以AVIA9700为解码器的数字电视接收机设计和生产中进行快速诊断，并解决SDRAM的时序问题。

数字电视系统

SDRAM时序控制

AVIA9700内集成了一个SDRAM控制器，该控制器提供一套完整的SDRAM接口。AVIA9700与SDRAM接口中的控制线、地址线和数据线都同步在MCLK时钟上。图1是用两片16位SDRAM组合形成32位数据线的典型连接示意图。

图1 SDRAM与AVIA9700典型链接示意图

SDRAM控制线

正确读写时序条件

AVIA9700解码芯片访问SDRAM的时序如图2所示。

图2 AVIA9700访问SDRAM时序示意图

要正确访问SDRAM，建立时间和保持时间很关键。建立时间在触发器采样之前，在这段时间，数据必须保持有效的时间，否则会产生setup violation；保持时间在解发器开始采样之后，数据必须保持有效的时间，否则会产生hold violation。因此，要正确读写SDRAM的时序条件，需要满足以下两个公式：

SDRAM_Setup_time_min T_cycle-control_signal_valid_max-control_signal_Delay_max+ clock_delay_min （1）

SDRAM_Hold_time_min control_signal_valid_min + control_signal_delay_min- clock_delay_m_ax （2）

这里，T_cycle 为SDRAM时钟周期，Control signal valid为控制信号从时钟上升沿到输出有效时间，delay为布线所引起的延时。

对于低频设计，线互连和板层的影响很小，可以不考虑。当频率超过50MHz或信号上升时间Tr小于6倍传输线延时时，互连关系必须以传输线理论纳入考虑之中，而在评定系统性能时也必须考虑PCB板材料的电参数。由于AVIA9700输出时钟信号MCLK工作在108MHz~148.5MHz之间，所以设计时必须考虑布线延时引起的SDRAM时序问题。