6915

طراحي و پياده سازي كنترلگر رم DDR2 بر روي FPGA براي نمايش تصوير

كارشناسي

مهندسي برق - الكترونيك

1399

دكتر جواد ياوندحسني

1399/08/05

مهندسي برق

Design and Implementation of a DDR2 RAM‌ Controller on FPGA for Displaying Image

در دهه‌هاي اخير حافظه‌هاي رم ديناميك به دليل تراكم بالا و قيمت پايين كاربرد بسياري در ابزارهاي پردازشي گوناگون پيدا كرده‌اند و تبديل به استاندارد حافظة اصلي شده‌اند. يكي از كاربردهاي مهم آن‌ها نگهداري اطلاعات گرافيكي است كه نياز به حافظه‌هايي دارند كه هم گنجايش و هم سرعت بالا داشته باشند. در اين پروژه كنترلگري براي رم ديناميك از نوع DDR2 طراحي و با VHDL پياده‌سازي شد. به اين منظور از ماشين حالتي استفاده شد كه به عنوان طراحي مرجع در متن استاندارد ارائه‌شده توسط JEDEC آمده است و متناسب با نياز اين پروژه اصلاح و پياده‌سازي شد. با طراحي كنترلگر گرافيكي، امكان نمايش تصاوير بر روي نمايشگرهاي سازگار با رابط VGA فراهم شد. همچنين رابطي براي ارتباط با رايانه طراحي و پياده‌سازي شد كه با استفاده از يك واسط USB به UART امكان دسترسي به رايانه را فراهم مي‌كرد، و رابط UART لازم براي ارتباط با آن نيز به VHDL پياده‌سازي شد. بدين ترتيب، امكان انتقال تصوير از رايانه به حافظه و نمايش آن بر روي نمايشگر ايجاد گشت. در نهايت بردي مبني بر FPGA و مجهز به سوكت رم DDR2 و رابط‌هاي VGA و USB با رعايت ملاحظات فركانس بالا طراحي و ساخته شد. براي اطمينان از اين كه برد طراحي‌شده در فركانس مورد نياز براي كاركرد درست حافظه عملكرد مطلوبي دارد، با استفاده از نرم‌افزار HyperLynx شبيه‌سازي‌هاي لازم انجام شده و نتايج آن‌ها با مقادير ذكرشده در استاندارد مقايسه شد. همچنين استفاده از رابط استاندارد VGA و نيز سوكت استاندارد DDR2 اين مزيت را به همراه داشت كه باعث مي‌شد سخت‌افزار طراحي‌شده با ساير سخت‌افزارهاي موجود در بازار سازگار بوده و توسعة آن به آساني ميسر باشد.

رم , مدارات ديجيتال فركانس بالا , طراحي ديجيتال , توصيف سخت افزار