DDR仿真测试——单片与双片的使用差异

tb一下

在小梅哥系列FPGA器件中，有许多开发板都配置有两片的DDR3，如ACX750、ACZ702、ACZ7015等。以ACX750开发板为例，使用的是两片型号为MT41K256M16 RE-125的DDR3存储器件。从型号我们可以推断出单片DDR拥有256M个存储颗粒，每个存储颗粒的位宽为16位。而两片DDR，则可以以并联的方式组成一个位宽为32位，存储深度为256M的存储器件。因此，在进行读写操作时，其内部数据存储类似于下图：

由于是并联的，所以两片DDR地址线共享，用户在进行写操作时，需要将数据的高16位和低16位分开存放。至于单片DDR的使用，我们可以理解为屏蔽掉了其中一个DDR存储器件，在地址不变的情况下，数据位宽变为16，用户写入数据时，直接写入单片DDR中即可。那么这是单片/双片DDR的工作原理，接下来我们再来看看使用时的差异：

对DDR3的读写我们一般通过mig软核或是ZYNQ PS端的DDR控制器实现，这里我们还是以ACX750为例，由于是纯FPGA，因此使用mig实现ddr读写。在进行配置时，差异主要体现在三处：

1.数据位宽，单片DDR数据位宽为16位，两片DDR数据位宽为32位

2.AXI总线位宽，注意这里说的是AXI总线位宽，并非我们说的DDR地址线，这里mig会自动帮我们计算，当然我们也可以手动验算

3.引脚分配，由于两片DDR的地址线共享，数据分开存放，所以两片DDR的dm（数据选通）、dqs（数据同步）、dq（数据总线）信号位宽为单片的两倍，而地址线（addr）位宽相同。

基于以上三点，在实际的代码设计中，就需要根据使用的是单片/双片DDR来调整dm、dqs、dq的信号位宽，以及与mig交互的AXI接口中，araddr、awaddr信号的位宽。

最后是仿真例化，ddr3的仿真模型可以通过mig的例程获取，仿真模型对应单片DDR，因此，在双片DDR的仿真中，我们需要例化两个ddr3_model，然后对dm（数据选通）、dqs（数据同步）、dq（数据总线）信号分别作控制，如下：

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使用2片ddr3芯片相较于1片的优势在于，位宽更大，所以带宽更高，同时总容量也更大。单片芯片16位的，一个时钟只能硬件传32位数据，而32位的芯片就能一个时钟传64位数据。再就是2片也扩大了容量