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Xilinxddr3 mig ip核:基于native接口的ddr3读写控制

时间:2024-06-18 15:23:18浏览次数:21  
标签:Xilinxddr3 burst ip app mig rd fifo wr MIG

一、MIG IP核读写时序

  如下图是7系列的MIG IP核结构框图。左侧是用户接口,即用户(FPGA)同MIG交互的接口,用户就必须掌握这些接口才可以使用该IP核。

  将用户侧的信号分类如下图。

  其中的输入输出是相对于MIG IP核的,即对用户侧来说是相反的。
  写命令操作时序如下,其中,写操作app_cmd的值等于0,读操作app_cmd的值等于1。首先检查app_rdy,为高则表明此时IP核可以接受用户命令,在当前时钟拉高app_en,同时发送命令app_cmd和地址app_addr,此时命令和地址写入。

  写数据的时序图如下。

  个人认为一般native接口最好设置为4:1模式,这样app_wdf_wren与app_wdf_end是同步的。解释见后文。
  由图可知,写数据有3种情况,即写数据与写命令发生在同一周期,写数据先于写命令,写数据落后与写命令发生(但不能超过两个时钟周期)。
  所以写数据时序为:先检查app_wdf_rdy,为高则表明此时IP核可以接收数据,在当前时钟拉高写使能app_wdf_wren,给出写数据app_wdf_data。
  读数据的时序图如下。

  发出读命令后,用户等待数据有效信号app_rd_data_valid拉高,表明此时读数据有效。


二、MIG IP核配置


  这里说明两点。
  1.clock period:ddr芯片的时钟频率,双沿采样,2:1,4:1决定了用户时钟ui_clk。若选择2:1,就需要2个周期的写使能有效才能完成一次突发,app_wdf_end将落后app_wdf_end一个时钟周期。若选择4:1,app_wdf_wren与app_wdf_end是同步的。
  2.data_width:ddr芯片的数据位宽,看可以选什么,决定了用户接口的输入数据位宽和输出数据位宽。需要满足带宽一致,即ddr芯片时钟* 2 * data_width==用户接口的输入数据位宽 * ui_clk。

  input clock period:给MIG IP的系统时钟,与用户无关,一般设置为200mhz。MIG IP内部有个锁相环,利用这个系统时钟产生各种所需的时钟。

  system clock: 这里的系统200M时钟由FPGA内部提供,不由管脚输入,根据管脚时钟用IP核生成。选择 No Buffer,如果实际硬件管脚有提供 200MHz 时钟,也可以选择 Differential(差分输入)或 Signal-Ended(单端输入)。
  reference clock:该时钟需要频率为200MHz时钟,若在前面配置中将系统时钟设置为200MHz,所以可以选择Use System Clock,这样就可以将两个输入时钟合并一个共用的 200MH 输入。这里我们还是选择No Buffer。

  这里选择第二个。其他未出现的信号默认即可。然后绑DDR引脚,生成IP核。


三、模块框图

  该ddr3读写控制框图如下。具体流程为:用户将需要存储的数据存入写fifo,fifo_ctrl模块根据写fifo的状态产生写突发信号控制ddr3_wr模块,完成写操作;用户给出读请求,fifo_ctrl模块根据读fifo的状态产生读突发信号控制ddr3_rd模块,完成读操作。

1.ddr3_wr模块

module ddr3_wr 
#( 
	parameter	integer					DATA_WIDTH	= 128	,		//数据位宽,根据MIG例化而来
	parameter	integer					ADDR_WIDTH	= 28			//地址位宽
)(  
//时钟与复位-------------------------------------------------       	
    input                   			ui_clk				,		//用户时钟
    input                   			ui_clk_sync_rst		,		//复位,高有效
//用户端信号------------------------------------------------- 	
	input								wr_burst_start		,		//一次突发写开始	由外部写请求产生						
	input	[ADDR_WIDTH - 1:0]			wr_burst_len		,		//突发写入的长度							
	input	[ADDR_WIDTH - 1:0]			wr_burst_addr		,		//突发写入的首地址							
	input	[DATA_WIDTH - 1:0]			wr_burst_data		,		//需要突发写入的数据。来源写FIFO							
	output								wr_burst_ack		,		//突发写响应,高电平表示正在进行突发写操作							
	output	reg							wr_burst_done		,		//一次突发写完成
	output	reg							wr_burst_busy		,		//突发写忙状态,高电平有效	
//MIG端控制信号----------------------------------------------	
    output	reg                			app_en				,		//MIG IP发送命令使能	
    input                   			app_rdy				,		//MIG IP命令接收准备好标致 空闲
    output		[2:0]     				app_cmd				,		//MIG IP操作命令,读或者写
    output	reg	[ADDR_WIDTH - 1:0]		app_addr			,		//MIG IP操作地址	
    input                   			app_wdf_rdy			,		//MIG IP数据接收准备好 写数据空闲
    output	                			app_wdf_wren		,		//MIG IP写数据使能
	output								app_wdf_end			,		//MIG IP突发写当前时钟最后一个数据
 	output		[(DATA_WIDTH/8) - 1:0]	app_wdf_mask		,		//MIG IP数据掩码
    output		[DATA_WIDTH - 1:0]		app_wdf_data				//MIG IP写数据
);


//parameter define
localparam								WRITE = 3'b000;				//MIG写命令
//reg define
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_burst_cnt		;		//写入数据个数计数器计数
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_burst_len_r		;		//锁存突发长度
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_burst_addr_r		;		//锁存突发地址
reg										wr_burst_start_r	;		//突发开始打一拍,用于锁存突发地址、突发长度   
//wire define					
wire									wr_burst_last		;		//拉高表示写入最后一个数据

 //*********************************************************************************************
//**                    main code
//**********************************************************************************************

//不使用掩码
assign app_wdf_mask = 0	;
//固定为写状态 
assign app_cmd = WRITE;				              
//写指令,命令接收和数据接收都准备好,此时拉高写使能
assign app_wdf_wren = wr_burst_ack;
//从用户端输入的数据直接赋值给MIG IP核
assign app_wdf_data = wr_burst_data; 
//由于DDR3芯片时钟和用户时钟的分频选择4:1,突发长度为8,故两个信号相同
assign app_wdf_end = app_wdf_wren; 
//处于写使能且是最后一个数据
assign wr_burst_last = app_wdf_wren && (wr_burst_cnt == wr_burst_len_r - 1) ;
//写响应信号,用于从前级获取数据
assign wr_burst_ack = app_en && app_wdf_rdy && app_rdy;

//wr_burst_start打一拍,锁存突发地址、突发长度   
always @(posedge ui_clk) begin
	if(ui_clk_sync_rst)
		wr_burst_start_r <= 0;
	else 
		wr_burst_start_r <= wr_burst_start;		
end

//锁存突发长度
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_len_r <= 1'b0;
	else if(wr_burst_start)
		wr_burst_len_r <= wr_burst_len;
end

//锁存突发地址
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_addr_r <= 1'b0;
	else if(wr_burst_start)
		wr_burst_addr_r <= wr_burst_addr;
end

//app_en控制:突发开始时一直拉高,直到突发结束   
always @(posedge ui_clk) begin
	if(ui_clk_sync_rst)
		app_en <= 0;
	else if(wr_burst_start_r)
		app_en <= 1;
	else if(wr_burst_last)
		app_en <= 0;
	else 
		app_en <= app_en;		
end

//突发写忙状态,拉高表示其处于突发写状态
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_busy <= 0;
	else if(wr_burst_start)
		wr_burst_busy <= 1;				//进入写忙状态
	else if(wr_burst_done)
		wr_burst_busy <= 0;				//突发写完成,拉低写忙状态
	else 
		wr_burst_busy <= wr_burst_busy;		
end

//写入地址
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        app_addr <= 0;
	else if(wr_burst_start_r)					
		app_addr <= wr_burst_addr_r;	//将突发写的初始地址赋值给MIG
	else if(app_wdf_wren)				//
		app_addr <= app_addr + 8;		//
	else 
		app_addr <= app_addr;
end

//突发写完成信号
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_done <= 0;
	else if(wr_burst_last)
		wr_burst_done <= 1;				
	else 
		wr_burst_done <= 0;		
end

//写入数据个数(突发长度计数器)
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_cnt <= 0;
	else if(app_wdf_wren)begin
		if(wr_burst_cnt == wr_burst_len_r - 1)		
			wr_burst_cnt <= 0;					//进入写忙状态
		else
			wr_burst_cnt <= wr_burst_cnt + 1;
	end
	else 
		wr_burst_cnt <= wr_burst_cnt;
end

endmodule

  对于MIG端的控制信号,根据时序图编写代码即可。用户端信号,实际是与fifo_ctrl模块进行交互所需的信号,这里将突发开始信号,突发长度,突发首地址以及突发数据均传入,也需要将该模块的目前状态反馈给前一级模块。

2.ddr3_rd模块

module ddr3_rd 
#( 
	parameter	integer					DATA_WIDTH	= 128	,		//数据位宽,根据MIG例化而来
	parameter	integer					ADDR_WIDTH	= 28			//地址位宽
)	
(   
//时钟与复位-------------------------------------------------       	
    input                   			ui_clk				,		//用户时钟
    input                   			ui_clk_sync_rst		,		//复位,高有效	
//用户端信号------------------------------------------------- 	
	input								rd_burst_start		,		//一次突发读开始								
	input	[ADDR_WIDTH - 1:0]			rd_burst_len		,		//突发读取的长度								
	input	[ADDR_WIDTH - 1:0]			rd_burst_addr		,		//突发读取的首地址								
	output	[DATA_WIDTH - 1:0]			rd_burst_data		,		//突发读取的数据。存入读FIFO			
	output								rd_burst_ack		,		//突发读响应,高电平表示正在进行突发读操作			
	output	reg							rd_burst_done		,   	//一次突发读完成
	output	reg							rd_burst_busy		,		//突发读忙状态,高电平有效	
//MIG端控制信号----------------------------------------------	
    output	reg                			app_en				,		//MIG发送命令使能	
    input                   			app_rdy				,		//MIG命令接收准备好标致
    output		[2:0]     				app_cmd				,		//MIG操作命令,读或者写
    output	reg	[ADDR_WIDTH - 1:0]		app_addr			,		//MIG读取DDR3地址							
	input	    [DATA_WIDTH - 1:0]   	app_rd_data         ,		//MIG读出的数据
	input								app_rd_data_end     ,		//MIG读出的最后一个数据
	input								app_rd_data_valid   		//MIG读出的数据有效
);

//parameter define
localparam								READ = 3'b001;				//MIG读命令
//reg define
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_addr_cnt			;		//读取地址个数计数
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_data_cnt			;		//读取数据个数计数
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_burst_len_r		;		//锁存突发长度
reg				[ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_burst_addr_r		;		//锁存突发地址
reg										rd_burst_start_r	;		//突发开始打一拍,用于锁存突发地址、突发长度   
//wire define					
wire									rd_addr_last		;		//拉高
wire									rd_data_last		;		//拉高读出最后一个数据

//*********************************************************************************************
//**                    main code
//**********************************************************************************************

//固定为读状态 
assign app_cmd = READ;
//将从MIG中读出的数据直接赋值给上级模块
assign rd_burst_data = app_rd_data;				              
//读出的最后一个地址
assign rd_addr_last = app_en && app_rdy && (rd_addr_cnt == rd_burst_len_r - 1) ;
//读出的最后一个数据
assign rd_data_last = app_rd_data_valid && (rd_data_cnt == rd_burst_len_r - 1) ;
//读响应信号,用于将MIG中的数据输出给上级模块(读出)
assign rd_burst_ack = app_rd_data_valid;

//rd_burst_start打一拍,锁存突发地址、突发长度   
always @(posedge ui_clk) begin
	if(ui_clk_sync_rst)
		rd_burst_start_r <= 0;
	else 
		rd_burst_start_r <= rd_burst_start;		
end

//锁存突发长度
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_burst_len_r <= 1'b0;
	else if(rd_burst_start)
		rd_burst_len_r <= rd_burst_len;
end

//锁存突发地址
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_burst_addr_r <= 1'b0;
	else if(rd_burst_start)
		rd_burst_addr_r <= rd_burst_addr;
end

//app_en控制:突发开始时一直拉高,直到突发结束   
always @(posedge ui_clk) begin
	if(ui_clk_sync_rst)
		app_en <= 0;
	else if(rd_burst_start_r)
		app_en <= 1;
	else if(rd_addr_last)
		app_en <= 0;
	else 
		app_en <= app_en;		
end

//突发读忙状态,拉高表示其处于突发读状态
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_burst_busy <= 0;
	else if(rd_burst_start)
		rd_burst_busy <= 1;				//进入写忙状态
	else if(rd_burst_done)
		rd_burst_busy <= 0;				//突发传输完成,拉低写忙状态
	else 
		rd_burst_busy <= rd_burst_busy;		
end

//读取地址
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        app_addr <= 0;
	else if(rd_burst_start_r)					
		app_addr <= rd_burst_addr_r;		//将突发写的初始地址赋值给MIG
	else if(app_en && app_rdy)	
		app_addr <= app_addr + 8;		//
	else 
		app_addr <= app_addr;
end

//突发读完成信号
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_burst_done <= 0;
	else if(rd_data_last)
		rd_burst_done <= 1;				
	else 
		rd_burst_done <= 0;		
end
//读出地址个数计数(读取突发长度计数器)
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_addr_cnt <= 0;
	else if(rd_addr_last)
		rd_addr_cnt <= 0;
	else if(app_en && app_rdy)begin
		rd_addr_cnt <= rd_addr_cnt + 1;
	end
	else 
		rd_addr_cnt <= rd_addr_cnt;
end

//读出数据个数计数
always @(posedge ui_clk) begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_data_cnt <= 0;
	else if(rd_data_last)
		rd_data_cnt <= 0;
	else if(app_rd_data_valid)begin
		rd_data_cnt <= rd_data_cnt + 1;
	end
	else 
		rd_data_cnt <= rd_data_cnt;
end

endmodule

3.fifo_ctrl模块

module fifo_ctrl 
#(
	parameter	integer				FIFO_DATA_WIDTH	= 16		,	//根据ddr数据位宽而来
	parameter	integer				FIFO_ADDR_WIDTH	= 28		,	
	parameter	integer				MIG_DATA_WIDTH	= 128		,	//数据位宽,根据MIG例化而来
	parameter	integer				MIG_ADDR_WIDTH	= 28			//地址位宽
)(
//时钟和复位 -----------------------------------------------------
	input                   				ui_clk				,	//用户时钟
    input                   				ui_clk_sync_rst		,	//复位,高有效
	input               					init_calib_complete	,   //MIG初始化完成标志	
//用户操作信号 --------------------------------------------	
	//写fifo信号-------------------------------------------------
    input   	           					wr_fifo_wr_clk  	,   //写FIFO写时钟
    input   	           					wr_fifo_wr_req  	,   //写FIFO写请求
    input   	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		wr_fifo_wr_data 	,   //写FIFO写数据	
    input   	           					wr_fifo_rst			,   //写FIFO复位信号	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_b_addr  			,   //写DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_e_addr  			,   //写DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_len    			,   //写DDR3突发长度
    output  	[8:0]						wr_fifo_num     	,   //写fifo中的数据量,实际是可以读出的数据量
	//读fifo信号-------------------------------------------------		
    input   	            				rd_fifo_rd_clk  	,   //读FIFO读时钟
    input   	            				rd_fifo_rd_req  	,   //读FIFO读请求
    output  	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		rd_fifo_rd_data 	,   //读FIFO读数据	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_b_addr 			,   //读DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_e_addr 			,   //读DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_len    			,   //读DDR3数据突发长度
    input   	        					rd_fifo_rst			,   //读FIFO复位信号
    output  	[8:0]						rd_fifo_num     	,   //读fifo中的数据量,实际是已经写进去的数据量
	//控制信号----------------------------------------------------						
    input               					read_valid      	,	//DDR3读使能
//突发读、写模块信号 --------------------------------------------
	//突发写模块 ------------------------------------------------
	input									wr_burst_busy		,	//高电平表示正在进行突发写操作
	input									wr_burst_done   	,	//高电平表示完成了一次突发写操作
	input									wr_burst_ack		,   //突发写模块要写入的数据有效
	output		[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]		wr_burst_data		,	//突发写模块要写入的数据							
	output		[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_burst_len		,	//突发写长度							
	output	reg								wr_burst_req		,	//请求进行突发写,驱动突发写模块
	output	reg	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_burst_addr		,	//突发写入的首地址
	//突发读模块 ------------------------------------------------
	input									rd_burst_busy   	,	//高电平表示正在进行突发读操作
	input									rd_burst_done   	,	//高电平表示完成了一次突发读操作
	input									rd_burst_ack		,	//突发读模块读出的数据有效
	output		[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_burst_len		,	//突发读长度	
	output		[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]   	rd_burst_data       ,	//突发读模块读出的数据
	output	reg								rd_burst_req		,	//请求进行突发读
	output	reg	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_burst_addr			//突发读的首地址	
);
//*********************************************************************************************
//**                    main code
//**********************************************************************************************

assign	wr_burst_len = wr_len;
assign	rd_burst_len = rd_len;

//wr_burst_req,rd_burst_req:读写请求信号
always@(posedge ui_clk)begin
    if(ui_clk_sync_rst)begin
        wr_burst_req <= 1'b0;
        rd_burst_req <= 1'b0;
    end
	//初始化完成后响应读写请求,优先执行写操作,防止写入ddr3中的数据丢失
    else if(init_calib_complete) begin
		if(~wr_burst_busy && ~rd_burst_busy)begin	
			//写FIFO中的数据量达到写突发长度
			if(wr_fifo_num >= wr_len && ~wr_burst_req)begin   	
				wr_burst_req <= 1'b1;   			//写请求有效
				rd_burst_req <= 1'b0;
			end
			//读FIFO中的数据量小于读突发长度,且读使能信号有效
			else if((rd_fifo_num < rd_len) && read_valid && ~rd_burst_req)begin 
				wr_burst_req <= 1'b0;
				rd_burst_req <= 1'b1;   			//读请求有效
			end
			else begin
				wr_burst_req <= 1'b0;
				rd_burst_req <= 1'b0;
			end
		end
		else begin		//非空闲状态
			wr_burst_req <= 1'b0;
			rd_burst_req <= 1'b0;				
		end
	end
    else begin			//MIG初始化未完成
		wr_burst_req <= 1'b0;
		rd_burst_req <= 1'b0;
	end
end

//wr_burst_addr:ddr3写地址
always@(posedge ui_clk)begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        wr_burst_addr <= wr_b_addr;
    else if(wr_fifo_rst)
        wr_burst_addr <= wr_b_addr;								//复位fifo则地址为初始地址
    else if(wr_burst_done) 										//一次突发写结束,更改写地址
        begin
            if(wr_burst_addr < (wr_e_addr - wr_len * 8))                       
                wr_burst_addr <= wr_burst_addr + wr_len * 8;	//未达到末地址,写地址累加
            else        
                wr_burst_addr <= wr_b_addr;						//到达末地址,回到写起始地址
        end
end		
 
//rd_burst_addr:ddr3读地址
always@(posedge ui_clk)begin
    if(ui_clk_sync_rst)
        rd_burst_addr <= rd_b_addr;
    else if(rd_fifo_rst)
        rd_burst_addr <= rd_b_addr;
    else if(rd_burst_done) 										//一次突发读结束,更改读地址
        begin
            if(rd_burst_addr < (rd_e_addr - rd_len * 8))                    
                rd_burst_addr <= rd_burst_addr + rd_len * 8;	//读地址未达到末地址,读地址累加
            else    
                rd_burst_addr <= rd_b_addr;						//到达末地址,回到首地址
        end
end

//例化写FIFO-----------------------------------------
wr_fifo_16_128	wr_fifo_16_128_inst (
	//写数据接口 ----------------------------------------------
	.wr_clk				(wr_fifo_wr_clk		),           
	.wr_rst				(wr_fifo_rst		),           
	.wr_en				(wr_fifo_wr_req		),           
	.din				(wr_fifo_wr_data	),           
	//读数据接口 ----------------------------------------------	
	.rd_clk				(ui_clk				),           
	.rd_rst				(ui_clk_sync_rst	),           
	.rd_en				(wr_burst_ack		),           
	.dout				(wr_burst_data		),           
	//指示接口 ----------------------------------------------		
	.full				(					),           
	.empty				(					),           
	.rd_data_count		(wr_fifo_num		)		// output wire [8 : 0] rd_data_count
);

//例化读FIFO-----------------------------------------
rd_fifo_128_16	rd_fifo_128_16_inst (
	//写数据接口 ----------------------------------------------
	.wr_clk				(ui_clk				),             
	.wr_rst				(ui_clk_sync_rst	),             
	.din				(rd_burst_data		),             
	.wr_en				(rd_burst_ack		),             
	//读数据接口 ----------------------------------------------			
	.rd_clk				(rd_fifo_rd_clk		),             
	.rd_rst				(rd_fifo_rst		),             
	.rd_en				(rd_fifo_rd_req		),             
	.dout				(rd_fifo_rd_data	),             
	//指示接口 ----------------------------------------------			
	.full				(					),             
	.empty				(					),             
	.wr_data_count		(rd_fifo_num		)	// output wire [8 : 0] wr_data_count
);
	
endmodule

  该模块中例化了两个fifo。写fifo,写位宽16位(根据我们设置的ddr数据位宽),读位宽128位(根据带宽一致,理解不了直接看例化的位宽是多少),将rd_data_count引出,该信号代表写fifo中具有的128位宽数据的个数,根据这个个数,产生写突发请求。读fifo,读写位宽与写fifo相反,将wr_data_count引出,代表写进读fifo中的128位宽数据的个数。在产生读突发请求的过程中,首先需要读ddr3使能read_valid有效,其次,若读fifo中写进去的数据个数不足读突发长度,就产生一次读突发。
  对于突发地址,在fifo_ctrl模块,每当接收当读或写模块的burst_done信号,就代表一次突发完成,此时,fifo_ctrl模块需要更新突发地址,即burst_addr+8,当然前提是地址不会超过读写结束地址。这里的一次突发很容易混淆。在读写控制模块中,一次固定突发8个地址。在fifo_ctrl模块中,我们设置的突发长度为len,就代表fifo_ctrl模块中的一次突发,在读写模块中需要完成len次读写突发。

4.native_ddr3_ctrl模块

module native_ddr3_ctrl
#(
	parameter	integer				FIFO_DATA_WIDTH	= 16		,	//写fifo写位宽
	parameter	integer				FIFO_ADDR_WIDTH	= 28		,	
	parameter	integer				MIG_DATA_WIDTH	= 128		,	//数据位宽,根据MIG例化而来
	parameter	integer				MIG_ADDR_WIDTH	= 28			//地址位宽
)(
//时钟和复位 ------------------------------------------------------
	input                   				ui_clk				,	//用户时钟
    input                   				ui_clk_sync_rst		,	//复位,高有效
	input               					init_calib_complete	,   //MIG初始化完成标志	
//用户操作信号 -------------------------------------------------
	//写fifo信号---------------------------------------------------
    input   	           					wr_fifo_wr_clk  	,   //写FIFO写时钟
    input   	           					wr_fifo_wr_req  	,   //写FIFO写请求
    input   	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		wr_fifo_wr_data 	,   //写FIFO写数据	
    input   	           					wr_fifo_rst			,   //写FIFO复位信号	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_b_addr  			,   //写DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_e_addr  			,   //写DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_len    			,   //写DDR3突发长度
    output  	[8:0]						wr_fifo_num     	,   //写fifo中的数据量
	//读fifo信号----------------------------------------------		
    input   	            				rd_fifo_rd_clk  	,   //读FIFO读时钟
    input   	            				rd_fifo_rd_req  	,   //读FIFO读请求
    output  	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		rd_fifo_rd_data 	,   //读FIFO读数据	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_b_addr 			,   //读DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_e_addr 			,   //读DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_len    			,   //读DDR3数据突发长度
    input   	        					rd_fifo_rst			,   //读FIFO复位信号
    output  	[8:0]						rd_fifo_num     	,   //读fifo中的数据量
	//其他----------------------------------------------						
    input               					read_valid      	,   //DDR3读使能	
//MIG接口 --------------------------------------------------------------------------------------
	//命令接口 ----------------------------------------------
    input                   				app_rdy				,	//MIG 命令接收准备好标	
	output	                				app_en				,	//MIG IP发送命令使能	
    output		[2:0]     					app_cmd				,	//MIG IP核操作命令,读或者写
    output		[MIG_ADDR_WIDTH - 1:0]		app_addr			,	//DDR3地址						
	//读接口 ----------------------------------------------	
	input	    [MIG_DATA_WIDTH - 1:0]   	app_rd_data         ,	//从MIG中读出的数据
	input									app_rd_data_end     ,	//从MIG中读出的最后一个数据
	input									app_rd_data_valid   ,	//从MIG中读出的数据有效
	//写接口 ----------------------------------------------	
    input                   				app_wdf_rdy			,	//MIG数据接收准备好
    output	                				app_wdf_wren		,	//用户写数据使能
	output									app_wdf_end			,	//突发写当前时钟最后一个数据
 	output		[(MIG_DATA_WIDTH/8) - 1:0]	app_wdf_mask		,
    output		[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]		app_wdf_data			//用户写数据	
);

wire										wr_burst_req		;	//请求对DDR3写入数据
wire	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]				wr_burst_addr		;	//当前写入DDR3的地址
wire										wr_burst_busy		;	//高电平表示正在进行突发写操作
wire										wr_burst_done   	;	//高电平表示完成了一次突发写操作
wire	[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]				wr_burst_data		;	//突发写模块要写入的数据							
wire										wr_burst_ack		;   //突发写模块要写入的数据有效
wire	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]				wr_burst_len		;	//突发写长度
wire										rd_burst_req		;	//请求从DDR3读出数据
wire	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]				rd_burst_addr		;	//当前读出DDR3的地址
wire										rd_burst_busy   	;	//高电平表示正在进行突发读操作
wire										rd_burst_done   	;	//高电平表示完成了一次突发读操作
wire	[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]   			rd_burst_data       ;	//突发读模块读出的数据
wire										rd_burst_ack		;	//突发读模块读出的数据有效
wire	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]				rd_burst_len		;	//突发读长度


//MIG接口 -----------------------------------------------------
wire										app_en_wr   		; 	
wire	[2:0]     							app_cmd_wr  		; 		
wire	[MIG_ADDR_WIDTH - 1:0]				app_addr_wr 		;
wire										app_en_rd			; 	
wire	[2:0]     							app_cmd_rd  		;
wire	[MIG_ADDR_WIDTH - 1:0]				app_addr_rd 		;

//*********************************************************************************************
//**                    main code
//**********************************************************************************************

//突发读写模块共用MIG的控制信号,所以需要分时复用
assign	app_en	 = wr_burst_busy ? app_en_wr   : app_en_rd		; 
assign  app_cmd	 = wr_burst_busy ? app_cmd_wr  : app_cmd_rd		; 
assign  app_addr = wr_burst_busy ? app_addr_wr : app_addr_rd	; 

fifo_ctrl 
#(
	.FIFO_DATA_WIDTH						(FIFO_DATA_WIDTH	),	
	.FIFO_ADDR_WIDTH						(FIFO_ADDR_WIDTH	),	
	.MIG_DATA_WIDTH							(MIG_DATA_WIDTH		),	//数据位宽,根据MIG例化而来
	.MIG_ADDR_WIDTH							(MIG_ADDR_WIDTH		)	//
)
fifo_ctrl_inst(
//时钟和复位 -----------------------------------------------------
	.ui_clk									(ui_clk				),	//用户时钟
    .ui_clk_sync_rst						(ui_clk_sync_rst	),	//复位,高有效
	.init_calib_complete					(init_calib_complete),	//MIG初始化完成标志	
//用户操作信号 ----------------------------------------------------	
	//写fifo信号-------------------------------------------------
    .wr_fifo_wr_clk  						(wr_fifo_wr_clk		),   //写FIFO写时钟
    .wr_fifo_wr_req  						(wr_fifo_wr_req		),   //写FIFO写请求
    .wr_fifo_wr_data 						(wr_fifo_wr_data	),   //写FIFO写数据	
    .wr_fifo_rst							(wr_fifo_rst		),   //写FIFO复位信号	
    .wr_b_addr  							(wr_b_addr			),   //写DDR3首地址
    .wr_e_addr  							(wr_e_addr			),   //写DDR3末地址
    .wr_len    								(wr_len				),   //写DDR3突发长度
    .wr_fifo_num     						(wr_fifo_num		),   //写fifo中的数据量
	//读fifo信号-------------------------------------------------		
    .rd_fifo_rd_clk  						(rd_fifo_rd_clk  	),   //读FIFO读时钟
    .rd_fifo_rd_req  						(rd_fifo_rd_req  	),   //读FIFO读请求
    .rd_fifo_rd_data 						(rd_fifo_rd_data 	),   //读FIFO读数据	
    .rd_b_addr 								(rd_b_addr 			),   //读DDR3首地址
    .rd_e_addr 								(rd_e_addr 			),   //读DDR3末地址
    .rd_len    								(rd_len    			),   //读DDR3数据突发长度
    .rd_fifo_rst							(rd_fifo_rst		),   //读FIFO复位信号
    .rd_fifo_num     						(rd_fifo_num     	),   //读fifo中的数据量
	//控制信号----------------------------------------------------						
    .read_valid      						(read_valid			),	//DDR3读使能
//突发读、写模块信号 --------------------------------------------
	//突发写模块 ------------------------------------------------
	.wr_burst_busy							(wr_burst_busy		),	//高电平表示正在进行突发写操作
	.wr_burst_done   						(wr_burst_done  	),	//高电平表示完成了一次突发写操作
	.wr_burst_ack							(wr_burst_ack		),   //突发写模块要写入的数据有效
	.wr_burst_data							(wr_burst_data		),	//突发写模块要写入的数据							
	.wr_burst_req							(wr_burst_req		),	//请求进行突发写
	.wr_burst_addr							(wr_burst_addr		),	//突发写入的首地址
	.wr_burst_len							(wr_burst_len		),	//突发写长度
	//突发读模块 ------------------------------------------------
	.rd_burst_busy   						(rd_burst_busy  	),	//高电平表示正在进行突发读操作
	.rd_burst_done   						(rd_burst_done  	),	//高电平表示完成了一次突发读操作
	.rd_burst_ack							(rd_burst_ack		),	//突发读模块读出的数据有效
	.rd_burst_data      					(rd_burst_data  	),	//突发读模块读出的数据
	.rd_burst_req							(rd_burst_req		),	//请求进行突发读
	.rd_burst_addr							(rd_burst_addr		),	//突发读的首地址
	.rd_burst_len							(rd_burst_len		)	//突发读长度	
);


ddr3_wr 
#( 
	.DATA_WIDTH								(MIG_DATA_WIDTH		),	//数据位宽,根据MIG例化而来
	.ADDR_WIDTH								(MIG_ADDR_WIDTH		)	//
)
ddr3_wr_inst(         
    .ui_clk									(ui_clk				),	//用户时钟
    .ui_clk_sync_rst						(ui_clk_sync_rst	),	//复位,高有效
//突发写相关信号        					                                    
	.wr_burst_start							(wr_burst_req		),								
	.wr_burst_len							(wr_burst_len		),								
	.wr_burst_addr							(wr_burst_addr		),								
	.wr_burst_data							(wr_burst_data		),								
	.wr_burst_ack							(wr_burst_ack		),								
	.wr_burst_done							(wr_burst_done		),
	.wr_burst_busy							(wr_burst_busy		),	//突发写忙状态	
//MIG 用户端控制接口    					 					                                   
    .app_en									(app_en_wr			),	
    .app_cmd								(app_cmd_wr			),	
    .app_addr								(app_addr_wr		),	
									
	.app_rdy								(app_rdy			),	//MIG 命令接收准备好标致
    .app_wdf_rdy							(app_wdf_rdy		),	//MIG数据接收准备好
    .app_wdf_wren							(app_wdf_wren		),	//用户写数据使能
	.app_wdf_end							(app_wdf_end		),	//突发写当前时钟最后一个数据
 	.app_wdf_mask							(app_wdf_mask		),
    .app_wdf_data							(app_wdf_data		)	//用户写数据
);					
						
ddr3_rd #( 					
	.DATA_WIDTH								(MIG_DATA_WIDTH		),	//数据位宽,根据MIG例化而来
	.ADDR_WIDTH								(MIG_ADDR_WIDTH		)	//
)					
ddr3_rd_inst(         					
    .ui_clk									(ui_clk				),	//用户时钟
    .ui_clk_sync_rst						(ui_clk_sync_rst	),	//复位,高有效
//突发读相关信号        					 		                                   
	.rd_burst_start							(rd_burst_req		),								
	.rd_burst_len							(rd_burst_len		),								
	.rd_burst_addr							(rd_burst_addr		),								
	.rd_burst_data							(rd_burst_data		),								
	.rd_burst_ack							(rd_burst_ack		),								
	.rd_burst_done							(rd_burst_done		),
	.rd_burst_busy							(rd_burst_busy		),	//突发写忙状态	
//MIG 用户端控制接口    					 		                                   
    .app_en									(app_en_rd			),	
    .app_cmd								(app_cmd_rd			),	
    .app_addr								(app_addr_rd		),	
						
    .app_rdy								(app_rdy			),	//MIG 命令接收准备好标致			
	.app_rd_data        					(app_rd_data		),	//从MIG中读出的数据
	.app_rd_data_end    					(app_rd_data_end	),	//从MIG中读出的最后一个数据
	.app_rd_data_valid  					(app_rd_data_valid	)	//从MIG中读出的数据有效
);
	
endmodule

5.native_ddr3_top模块

module native_ddr3_top
#(
	parameter	integer				FIFO_DATA_WIDTH	= 16		,	
	parameter	integer				FIFO_ADDR_WIDTH	= 28		,	
	parameter	integer				MIG_DATA_WIDTH	= 128		,	//数据位宽,突发长度为8,16bit,共128bit
	parameter	integer				MIG_ADDR_WIDTH	= 28			//根据MIG例化而来
)(
//时钟和复位 ------------------------------------------------------
	input              						clk_200				,	//
	input              						sys_rst_n			,	//复位,低有效
//用户操作信号 -------------------------------------------------
	//写fifo信号---------------------------------------------------
    input   	           					wr_fifo_wr_clk  	,   //写FIFO写时钟
    input   	           					wr_fifo_wr_req  	,   //写FIFO写请求
    input   	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		wr_fifo_wr_data 	,   //写FIFO写数据	
    input   	           					wr_fifo_rst			,   //写FIFO复位信号	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_b_addr  			,   //写DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]  	wr_e_addr  			,   //写DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		wr_len    			,   //写DDR3突发长度
    output  	[8:0]						wr_fifo_num     	,   //写fifo中的数据量
	//读fifo信号----------------------------------------------		
    input   	            				rd_fifo_rd_clk  	,   //读FIFO读时钟
    input   	            				rd_fifo_rd_req  	,   //读FIFO读请求
    output  	[FIFO_DATA_WIDTH - 1:0]		rd_fifo_rd_data 	,   //读FIFO读数据	
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_b_addr 			,   //读DDR3首地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_e_addr 			,   //读DDR3末地址
    input   	[FIFO_ADDR_WIDTH - 1:0]		rd_len    			,   //读DDR3数据突发长度
    input   	        					rd_fifo_rst			,   //读FIFO复位信号
    output  	[8:0]						rd_fifo_num     	,   //读fifo中的数据量
	//其他----------------------------------------------------------						
    input               					read_valid      	,   //DDR3读使能	
//DDR3相关 -----------------------------------------------------
	inout		[15:0]						ddr3_dq				,	//DDR3 数据
	inout		[1:0]						ddr3_dqs_n			,	//DDR3 dqs负
	inout		[1:0]						ddr3_dqs_p			,	//DDR3 dqs正       
	output		[13:0]      				ddr3_addr			,	//DDR3 地址
	output		[2:0]       				ddr3_ba				,	//DDR3 banck 选择
	output		            				ddr3_ras_n			,	//DDR3 行选择
	output		            				ddr3_cas_n			,	//DDR3 列选择
	output		            				ddr3_we_n			,	//DDR3 读写选择
	output		            				ddr3_reset_n		,	//DDR3 复位
	output		[0:0]       				ddr3_ck_p			,	//DDR3 时钟正
	output		[0:0]       				ddr3_ck_n			,	//DDR3 时钟负
	output		[0:0]       				ddr3_cke			,	//DDR3 时钟使能
	output		[0:0]       				ddr3_cs_n			,	//DDR3 片选
	output		[1:0]       				ddr3_dm				,	//DDR3_dm
	output		[0:0]       				ddr3_odt				//DDR3_odt	
);
//mig_ctrl相关 -----------------------------------------------------	
wire                  						ui_clk				;		//用户时钟
wire                  						ui_clk_sync_rst		;     	//用户复位信号
wire                  						init_calib_complete	;		//校准完成信号
wire                   						app_rdy				;		//MIG 命令接收准备好标	
wire	                					app_en				;		//MIG IP发送命令使能	
wire		[2:0]     						app_cmd				;		//MIG IP核操作命令,读或者写
wire		[MIG_ADDR_WIDTH - 1:0]			app_addr			;		//DDR3地址						
wire		[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]			app_rd_data         ;		//从MIG中读出的数据
wire										app_rd_data_end     ;		//从MIG中读出的最后一个数据
wire										app_rd_data_valid   ;		//从MIG中读出的数据有效
wire                   						app_wdf_rdy			;		//MIG数据接收准备好
wire	                					app_wdf_wren		;		//用户写数据使能
wire										app_wdf_end			;		//突发写当前时钟最后一个数据
wire		[(MIG_DATA_WIDTH/8) - 1:0]		app_wdf_mask		;	
wire		[MIG_DATA_WIDTH - 1:0]			app_wdf_data		;		//用户写数据

//*********************************************************************************************
//**                    main code
//**********************************************************************************************


//============================< 例化native_ddr3_ctrl模块 >=============================================== 
native_ddr3_ctrl 
#(
	.FIFO_DATA_WIDTH				(FIFO_DATA_WIDTH	),	
	.FIFO_ADDR_WIDTH				(FIFO_ADDR_WIDTH	),	
	.MIG_DATA_WIDTH					(MIG_DATA_WIDTH		),	//数据位宽,根据MIG例化而来
	.MIG_ADDR_WIDTH					(MIG_ADDR_WIDTH		)	//
)		
native_ddr3_ctrl_inst(		
	.ui_clk							(ui_clk				),	//用户时钟
    .ui_clk_sync_rst				(ui_clk_sync_rst	),	//复位,高有效
	.init_calib_complete			(init_calib_complete),   //MIG初始化完成标志
	
    .wr_fifo_wr_clk  				(wr_fifo_wr_clk  	),   //写FIFO写时钟
    .wr_fifo_wr_req  				(wr_fifo_wr_req  	),   //写FIFO写请求
    .wr_fifo_wr_data 				(wr_fifo_wr_data 	),   //写FIFO写数据
    .wr_fifo_rst					(~sys_rst_n			),   //写FIFO复位信号	
    .wr_b_addr  					(wr_b_addr  		),   //写DDR3首地址
    .wr_e_addr  					(wr_e_addr   		),   //写DDR3末地址
    .wr_len    						(wr_len  			),   //写DDR3突发长度
    .wr_fifo_num     				(wr_fifo_num     	),   //写fifo中的数据量
	
    .rd_fifo_rd_clk  				(rd_fifo_rd_clk  	),   //读FIFO读时钟
    .rd_fifo_rd_req  				(rd_fifo_rd_req  	),   //读FIFO读请求
    .rd_fifo_rd_data 				(rd_fifo_rd_data 	),   //读FIFO读数据
    .rd_b_addr 						(rd_b_addr  		),   //读DDR3首地址
    .rd_e_addr 						(rd_e_addr 			),   //读DDR3末地址
    .rd_len    						(rd_len 			),   //读DDR3数据突发长度
    .rd_fifo_rst					(~sys_rst_n			),   //读FIFO复位信号
    .rd_fifo_num     				(rd_fifo_num     	),   //读fifo中的数据量
	
    .read_valid      				(read_valid			),   //DDR3读使能
		
	.app_en							(app_en				),	 //MIG IP发送命令使能	
    .app_cmd						(app_cmd			),	 //MIG IP核操作命令,读或者写
    .app_addr						(app_addr			),	 //DDR3地址
	
    .app_rdy						(app_rdy			),	 //MIG 命令接收准备好标	
	.app_rd_data         			(app_rd_data        ),	 //从MIG中读出的数据
	.app_rd_data_end     			(app_rd_data_end    ),	 //从MIG中读出的最后一个数据
	.app_rd_data_valid   			(app_rd_data_valid  ),	 //从MIG中读出的数据有效
    .app_wdf_rdy					(app_wdf_rdy		),	 //MIG数据接收准备好
    .app_wdf_wren					(app_wdf_wren		),	 //用户写数据使能
	.app_wdf_end					(app_wdf_end		),	 //突发写当前时钟最后一个数据
 	.app_wdf_mask					(app_wdf_mask		),
    .app_wdf_data					(app_wdf_data		)	//用户写数据	
);
//============================< 例化MIG IP核模块 >=============================================== 
mig_7series_0 u_mig_7series_0 (
	//DDR3接口-------------------------------------------
    .ddr3_addr                      (ddr3_addr			),   
    .ddr3_ba                        (ddr3_ba			),     
    .ddr3_cas_n                     (ddr3_cas_n			),  
    .ddr3_ck_n                      (ddr3_ck_n			),   
    .ddr3_ck_p                      (ddr3_ck_p			),   
    .ddr3_cke                       (ddr3_cke			),    
    .ddr3_ras_n                     (ddr3_ras_n			),  
    .ddr3_reset_n                   (ddr3_reset_n		),
    .ddr3_we_n                      (ddr3_we_n			),   
    .ddr3_dq                        (ddr3_dq			),     
    .ddr3_dqs_n                     (ddr3_dqs_n			),  
    .ddr3_dqs_p                     (ddr3_dqs_p			),                                                    
	.ddr3_cs_n                      (ddr3_cs_n			),   
    .ddr3_dm                        (ddr3_dm			),     
    .ddr3_odt                       (ddr3_odt			),
	//用户接口-------------------------------------------    
    .app_addr                       (app_addr			),    
    .app_cmd                        (app_cmd			),     
    .app_en                         (app_en				),
    .app_rdy                        (app_rdy			), 	
    .app_wdf_mask                   (app_wdf_mask		),                                                    
    .app_wdf_rdy                    (app_wdf_rdy		), 	
    .app_wdf_data                   (app_wdf_data		),
    .app_wdf_end                    (app_wdf_end		), 
    .app_wdf_wren                   (app_wdf_wren		),	
    .app_rd_data                    (app_rd_data		), 
    .app_rd_data_end                (app_rd_data_end	),                                                     
    .app_rd_data_valid              (app_rd_data_valid	), 
	
    .app_sr_req                     (1'b0				), 
    .app_ref_req                    (1'b0				), 
    .app_zq_req                     (1'b0				), 
    .app_sr_active                  (					),
    .app_ref_ack                    (					),  
    .app_zq_ack                     (					),
	//全局信号-------------------------------------------	
    .ui_clk                         (ui_clk				),       
    .ui_clk_sync_rst                (ui_clk_sync_rst	), 
    .init_calib_complete            (init_calib_complete), 														      
    .sys_clk_i                      (clk_200			),
    .clk_ref_i                      (clk_200			),
    .sys_rst                        (sys_rst_n			)     
);

endmodule

  本文主要参考文章:> https://blog.csdn.net/wuzhikaidetb/article/details/121841813
  本人水平不高,如有问题,欢迎各位批评指正。

标签:Xilinxddr3,burst,ip,app,mig,rd,fifo,wr,MIG
From: https://www.cnblogs.com/xzjfindgoodjob/p/18252592

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