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SDRAM在任意波形發(fā)生器中的應(yīng)用
摘要：隨著任意波形發(fā)生器工作頻率的不斷提高，為了精確表達(dá)復(fù)雜信號(hào)，使用ＳＲＡＭ作為波形存儲(chǔ)體已不能滿足容量上的要求。介紹了一種基于ＳＤＲＡＭ的設(shè)計(jì)方案，能有效解決這一問(wèn)題。文中重點(diǎn)討論了一種簡(jiǎn)化ＳＤＲＡＭ控制器的設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：任意波 同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 可編程邏輯器件
任意波形發(fā)生器在雷達(dá)、通信領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，但目前任意波形發(fā)生器大多使用靜態(tài)存儲(chǔ)器。這使得在任意波形發(fā)生器工作頻率不斷提高的情況下，波形的存儲(chǔ)深度很難做得很大，從而不能精確地表達(dá)復(fù)雜信號(hào)。本文介紹的基于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（ＳＤＲＡＭ）的設(shè)計(jì)能有效解決這一問(wèn)題，并詳細(xì)討論了一種簡(jiǎn)化ＳＤＲＡＭ控制器的設(shè)計(jì)方法。
１ 任意波形發(fā)生器的總體方案
工作頻率、分辨率和存儲(chǔ)長(zhǎng)度是任意波形發(fā)生器最關(guān)鍵的三個(gè)性能參數(shù)。高的工作頻率意味著高的輸出信號(hào)頻率和帶寬，高的分辨率通常意味著高的信噪比，而存儲(chǔ)長(zhǎng)度決定了信號(hào)的精確程度。下面介紹的方案是筆者實(shí)際開(kāi)發(fā)的一款任意波形發(fā)生器／卡（如圖１所示），它的工作頻率為３００ＭＨｚ，分辨率為１４位，存儲(chǔ)長(zhǎng)度為８Ｍ字，現(xiàn)已得到了廣泛地應(yīng)用。
該電路主要有兩種工作狀態(tài)：寫(xiě)數(shù)據(jù)狀態(tài)和讀數(shù)據(jù)狀態(tài)。下面簡(jiǎn)單描述其工作過(guò)程。
寫(xiě)數(shù)據(jù)狀態(tài)：ＣＰＵ根據(jù)所要設(shè)計(jì)的波形計(jì)算波形數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成１４位的無(wú)符號(hào)數(shù)；打開(kāi)總線開(kāi)關(guān)，屏蔽ＦＩＦＯ操作，在ＳＤＲＡＭ控制器的配合下，將波形數(shù)據(jù)通過(guò)接口電路交替寫(xiě)入ＳＤＲＡＭ１和ＳＤＲＡＭ２中，即ＳＤＲＡＭ１中依次存放數(shù)據(jù)０,２,４,６．．．；ＳＤＲＡＭ２中依次存放數(shù)據(jù)１,３,５,７．．．（如表１所示）。
表1 SDRAM中的數(shù)據(jù)存放格式
地址SDRAM1SDRAM20D0D11D2D32D4D5………讀數(shù)據(jù)狀態(tài)：開(kāi)啟ＦＩＦＯ通道，關(guān)閉總線開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)ＳＤＲＡＭ與ＣＰＵ之間的數(shù)據(jù)連接；在ＳＤＲＡＭ控制器的控制下，將ＳＤＲＡＭ１／２中的數(shù)據(jù)同時(shí)（并行）讀出；經(jīng)過(guò)ＦＩＦＯ的緩沖得到連續(xù)的數(shù)據(jù)流，再經(jīng)３２位向１６位的并串轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)速率提升２倍后，供給ＤＡＣ進(jìn)行數(shù)－模轉(zhuǎn)換，即可得到所編輯的信號(hào)。
圖１中用兩片ＳＤＲＡＭ并行工作，是因單片ＳＤＲＡＭ不可能提供３００ＭＳＰＳ的數(shù)據(jù)流。實(shí)際使用的器件是Ｋ４Ｓ６４１６３２Ｃ－ＴＣ６０，工作時(shí)鐘為１６６ＭＨｚ。ＦＩＦＯ緩存ＳＤＲＡＭ的輸出數(shù)據(jù)，將突發(fā)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成連續(xù)數(shù)據(jù)流，使得在ＳＤＲＡＭ處于刷新?tīng)顟B(tài)時(shí)，仍能維持正常的數(shù)據(jù)輸出。實(shí)際使用的器件是兩片并行工作的ＩＤＴ７２Ｖ２６３Ｌ６ＰＦ，寫(xiě)入時(shí)鐘為１６６ＭＨｚ，讀出時(shí)鐘為１５０ＭＨｚ。并串轉(zhuǎn)換的作用是提升數(shù)據(jù)的速率，在ＤＡＣ器件內(nèi)部完成，筆者采用具有良好動(dòng)態(tài)
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