如何简化V6 DDR3控制器的使用

lucien_1986 · 发表于 2012-3-28 00:37:24

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本帖最后由 lucien_1986 于 2012-3-28 00:38 编辑

在V6 DDR3控制器中，因为写数据通道和命令通道不是简单的fifo接口，无法通过FIFO的将满信号进行写入的控制，只能根据命令通道和数据通道上的app_wdf_rdy信号和app_rdy信号判断数据是否成功写入，如果没有写入成功则需要重新写入。

   为了简化对V6 DDR3控制器的使用，需要对Xilinx提供的DDR3控制器源码做少量修改。DDR3控制器源码中， app_wdf_rdy信号在用户接口侧指示数据是否成功写入，由wdf_rdy_ns延迟一拍产生。wdf_rdy_ns在DDR3控制器内部用于判断数据是否写入有效。wdf_rdy_ns是由一个FIFO写入侧counter计算出来的，counter的值则取决于FIFO的读写状态。如果Counter的值大于设定的将满阈值15，则wdf_rdy_ns为0，写入的数据无效。

   为了使app_wdf_rdy信号具有将满指示效果，即把app_wdf_rdy用作反压信号时，每个写入的数据都是写入有效的，必须使app_wdf_rdy信号比wdf_rdy_ns更早的为0。wdf_rdy_ns是在counter值等于15时为0，而app_wdf_rdy应该在counter值等于15以前就为0。保险起见，可以在counter为12将app_wdf_rdy置为0。

   对于命令通道的app_rdy信号，由于产生机制过于复杂，不容易通过修改Xilinx源码来使得app_rdy信号具有提前反压效果。只能根据app_rdy信号的指示，确定上一拍数据是否成功写入。

danaldyang · 发表于 2012-3-28 12:56:08

多谢楼主分享

wangyingwei · 发表于 2012-3-28 13:37:39

从描述看，LZ似乎希望将DDR IP接口简化为类似于FIFO的反压接口，但我觉得DDR 控制器读写接口做成FIFO结构会大大降低IP的调度性能（总线利用率和时延等），因为控制器会对接口中等待的请求根据地址进行调度，写数据的输出也是乱序的，所以接口不能做成FIFO结构
个人愚见，若有理解错误还请指教

lucien_1986 · 发表于 2012-3-28 21:38:37

回复 3# wangyingwei

做成类FIFO反压接口的目的恰恰的为了提高读写的效率，这样子就不用读写一次判断很多次。Xilinx源码根据app_wdf_rdy写进数据时，并不一定能写成功，而是要写完以后判断一次，不成功要重新写一次，这样子效率很低下。而我改成这样子以后，如果app_wdf_rdy为1就一定能写成功，不需要写完再判断一次，效率大增。至于你担心命令和数据不对齐，那是多虑了，因为我还是能保证命令输入与数据输入的先后关系，不会写错地址。其实Xilinx只是要求命令输入时，数据也同步输入，但是并不是要求在时钟上完全对齐。至于您说的控制器的对读写顺序的调度，是在控制器的更核心部分，我修改这部分代码是不会影响到那部分功能的。这种做法已经经过我的验证：仿真、上板调试、实际运行（1年）都没有问题。这种改动，是在完全了解Xilinx控制器代码的基础上做出的改动，所以不建议盲目修改，您的担心也是有道理的。
您思考很心细和深入，值得学习，呵呵！

lucien_1986 · 发表于 2012-3-28 21:41:35

回复 3# wangyingwei

有兴趣的话，可以到我的博客，看我的源码修改，看完了Xilinx的app_wdf_rdy信号产生机制，就不对我做的改动产生疑问了。

wangyingwei · 发表于 2012-3-29 19:10:27

回复 5# lucien_1986

刚看过你的博客，收获很多。不过对你上面的有些观点不能认同。

首先，你说FIFO反压接口可以调高读写的效率，我理解你是说这种接口修改后不需要经过重复判断，可以提高控制器接口接收写数据的效率，请注意，这与我上面提到的控制器执行读写操作的效率概念不同。

我的经验是DDR控制器效率（带宽及延时等）的瓶颈在于控制器没有根据请求的地址及类型对请求进行合理调度，即请求没有快速执行是因为控制器没法执行，因此接口中的数据来早来晚对于控制器效率本身没有影响。

并且按照你的修改，减少了接口的缓存阈值，即控制器可以调度的请求个数会相应减少，这样反而会减低控制器的调度效率。

lucien_1986 · 发表于 2012-3-29 20:34:14

本帖最后由 lucien_1986 于 2012-3-29 20:36 编辑

回复 6# wangyingwei

嗯，控制器内部合理调度读写命令访问的顺序，减少同一BANK行切换频率的确是提高DDR3利用效率的好办法。以我个人的理解，我修改的是控制器的UI部分，不涉及到控制器核心部分的读写顺序调度，所以应该是不会影响到控制器执行读写操作的效率的。需要仔细阅读Xilinx源码,才能确定我猜想的对不对。

wangyingwei · 发表于 2012-3-30 11:55:32

DDR控制器效率其实可以在仿真中大致估算的。你可以在仿真中计算下在一段时间内DRAM接口侧DQS信号有效的拍数占总拍数的比例，再平均下，来估算控制器的总线利用率。再根据你的DRAM的频率及位宽，就可以获得控制器可以得到的最大带宽。
请求延时仿真中不大好估算，不过可以从设计中分析得出最大延时

lucien_1986 · 发表于 2012-3-30 13:21:52

回复 8# wangyingwei

构造专门的仿真case的确可以对DDR3的有效带宽做一个评估，好主意！

hyx19851014 · 发表于 2012-4-3 23:57:02

ffffffffffffff

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