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Stratix II器件中的外部存储器件接口

主页 > 产品 > 器件 > Stratix II (和GX) > Stratix II > 特性 > Stratix II器件中的外部存储器件接口

External Memory Interfaces in Stratix II Devices

为了更好地补充Stratix™ II FPGAs的高性能逻辑架构,Altera提供经验证的TriMatrix™存储结构访问片内高带宽存储器,并支持最新高性能存储接口访问片外存储器。基于成功的Stratix器件系列之上,和主要厂商共同工作,确保用户能够将最新的存储器件连接到Stratix II FPGA上。设计者使用Stratix II器件上先进的器件特性和可定制的IP,能够快速和方便地将各种大容量存储器件集成到复杂的系统设计中,而不会降低其性能。

最新的高性能产品架构对整个系统存储带宽的要求不断增加,将I/O带宽和处理能力要求推到了新的水平。为了满足这些大存储量应用的需求,存储器件制造者开发了更大、功能更丰富的器件,能够处理高速数据的传输。因为设计者的应用仍需要特殊的存储功能和特性,各种存储类型不断涌现。每种类型的存储器着眼于特定的如速度、成本或尺寸等方面的要求。

为了满足这些需求,Stratix II器件设计支持各种最先进的存储接口(如表1归纳所示),或是分立的器件或标准双直列存储模块(DIMM)。这些存储器件类型的详情和Altera®所提供的支持请参见存储系统方案页面。

表1:Stratix II器件支持的外部存储器件接口
存储技术 I/O标准 最大总线宽度 最大时钟速度
单数据速率(SDR) SDRAM   LVTTL 72 bits 200 MHz
双数据速率(DDR) SDRAM SSTL-2 Class I, II 72 bits 200 MHz
DDR2 SDRAM (1) SSTL-18 Class I, II 72 bits 267 MHz
RLDRAM II (1)         1.8-V HSTL Class I, II
1.5-V HSTL Class I, II
36 bits 300 MHz
四数据速率II (QDRII) SRAM (1) 1.8-V HSTL Class I, II
1.5-V HSTL Class I, II
36 bits 250 MHz
零总线转换(ZBT) SRAM LVTTL 36 bits 200 MHz

表1注释:

  1. 对Stratix FPGA的改善

性能优化

Stratix II器件是为外部存储器件的可靠数据传送而设计的。Stratix II FPGA系列利用了存储器时钟速度稳定增长的情况。高速接口的关键是专用I/O特性,要确保满足所有的时序要求,以最少的设计投入获得最大的性能。这些特性见表2。

表2:Stratix II器件的I/O功能
特性 详细说明 优势
专用数据选通DQS电路
  • 在读周期期间移位DQS信号来优化时钟和数据对齐,无需使用外部印刷电路板(PCB)走线延迟
  • 通过专用时钟树最小化选通DQS和数据DQ信号之间的时钟偏移
  • 改善了Stratix II器件的延迟控制颗粒读
  • 确保满足高速DDR存储时序要求,同时节省PCB成本
专门的延迟锁相环(DLL)
  • 具有两个DLL(一个在器件的顶部,一个在器件的底部)来控制DQS延迟
  • 提供全工艺、电压和稳定补充(PVT)精确DDR时序,而不会占用用户资源
多寄存器I/O单元 (IOE)
  • 输入、输出和输出使(OE)寄存器获得最大性能
  • 高和低时钟沿的独立寄存器
  • 提供高性能的DDR I/O功能
软接口核
  • 利用DLL和DQS延迟设置总线,细调运行时的DQS读延迟
  • 更容易与具有延迟DQS信号的核重新同步
  • 为以上先进的存储支持特性提供了便捷的接口
  • 提供运行时DQS延迟调整的可行性,确保所有系统的性能优化
可编程输入延迟
  • 能够延迟输入DQ信号,让其位于时序窗口的中间
  • 满足不同存储器件输入时序要求

图1是Stratix II FPGA的IOE和DDR功能。

图1:Stratix II 器件I/O电路

图1:Stratix II 器件I/O电路

除了特有的I/O接口特性之外,Stratix II器件使用通用的可编程逻辑特性就能获得最大的存储接口性能。这些逻辑特性见表3。

表3:Stratix II器件特性发挥外部接口性能优势
特性 详细说明 优点
锁相环(PLL)
  • 合成高速时钟和数据选通信号
  • 包含多个具有细致相位控制的输入
  • 为时钟和数据对齐进行准确的相位偏移――实现高速操作。
先进的时钟网络
  • 在Stratix II器件中提供全局和本地时钟资源
  • 自由实现不同时钟域(是高速接口所必须的)
多I/O组
  • 具有八个独立的I/O组,支持的I/O标准包括:
    • LVTTL
    • 1.5-V/1.8-V HSTL
    • 2.5-V SSTL-2
    • 1.8-V SSTL-1.8
  • 在单个芯片中支持多种I/O标准和存储类型

为Stratix II器件优化的IP

Altera提供了由Altera和Altera Megafunction合作伙伴计划(AMPPSM)厂商开发和测试的完全可定制IP宏功能控制器核,它们可以从IP MegaStore™网站上购买。Altera也为设计自己专门存储接口的用户提供了几种存储控制器设计样例。这些宏功能将允许设计者使用Quartus® II软件提供的直观的图形用户接口(GUI),快速和方便地将最新的半导体存储技术集成到Stratix II设计中。这个过程自动配置Stratix II器件中所有的专用外部存储器支持特性。在面市时间非常紧迫的情况下,存储控制器IP能让设计者关注产品功能。

相关链接

  • Stratix II器件中的存储器
  • 存储方案中心
  • IP存储控制器
  • 并行I/O技术中心
  • Using TriMatrix Embedded Memory Blocks in Stratix II & Stratix II GX Devices chapter of the Stratix II Device Handbook
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