[发明专利]一种同步动态存储器的刷新控制模块

说明书

技术领域

本发明属于空间电子技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于存储器的刷新控制模块。

背景技术

空间飞行器在其执行任务过程中产生大量数据，这些数据由于受飞行器--地面数据链路的时间及带宽限制，通常需要由大容量存储器暂存，在飞行器过站时下行回放。大容量存储器的存储介质通常采用同步动态随机存取存储器(SDRAM)及闪速存储器(FLASH存储器)。SDRAM需要动态刷新才能保持数据不丢失。现有的应用于空间任务的SDRAM一般采用自动刷新(Auto Refresh)模式，该模式需要控制器定时向SDRAM发送刷新指令。在此模式下，SDRAM芯片可进行数据存取操作，但功耗较大。在商用领域中，SDRAM控制器还存在另一种刷新模式，即自刷新(SelfRefresh)模式，该模式不需要外部的定期刷新指令，SDRAM芯片将在内部自己产生刷新脉冲，在此模式下，SDRAM芯片的功耗相对自动刷新模式大大减小，但SDRAM芯片将无法立即响应数据的存取操作，仅能够保持现有数据不丢失。

在现有技术中，空间飞行器用SDRAM控制器仅能够使得SDRAM芯片进行自动刷新，而不能控制其进入自刷新模式。随着空间技术的发展，所需SDRAM芯片容量不断增加，大容量存储器的功耗也大大增加。而卫星所能提供的能源非常有限。因此SDRAM的自动刷新模式已经无法满足空间飞行器的低功耗要求。而空间飞行器的大容量存储器工作时，大多数情况下某一时刻仅对某一片SDRAM芯片进行存取操作，其他芯片并无存取操作，数据保持不丢失即可。因此可以采用自刷新模式，既降低了整机功耗，又不影响整机工作。

另一方面，现有的商用SDRAM控制器中，自刷新(Self Refresh)模式完全采用状态机的方式实现，所需状态寄存器较多，在空间应用上存在容易因太空辐射导致的单粒子翻转而发生状态错误的缺点。再者，现有商用SDRAM控制器可控制的存储容量有限，因此不适用与空间海量数据存储应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适于空间飞行器使用的，能够控制SDRAM进入自刷新模式的刷新控制模块。

为实现上述发明目的，本发明提供的同步动态存储器的刷新控制模块包括：有限状态机和刷新控制信号输出电路；所述有限状态机具有六种状态，分别是空闲、预充电、自刷新进入、自刷新退出、自动刷新和等待状态；所述刷新控制信号输出电路根据所述有限状态机提供的状态，输出刷新信号Refresh、预充电信号Precharge和时钟使能信号CKE，用以控制同步动态存储器进入相应的状态。

上述技术方案中，所述六种状态由外部指令控制在时钟的节拍下进行状态转换，并由刷新控制信号输出电路输出相应的控制信号。

上述技术方案中，所述有限状态机的输入端接收经过译码的CPU指令信号。

上述技术方案中，所述经过译码的CPU指令信号包括自动刷新指令信号AR、自刷新进入指令SR_Entry和自刷新退出指令SR_Exit。

上述技术方案中，所述刷新控制信号输出电路由一个2输入或门和三个D触发器构成；所述三个D触发器分别输出所述刷新信号Refresh、预充电信号Precharge和时钟使能信号CKE。

上述技术方案中，所述刷新控制模块可以是物理上独立的器件，也可以集成在同步动态存储器的控制器中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

为现有空间SDRAM控制器提供了控制SDRAM芯片进入自刷新(SELF-REFRESH)模式的功能，从而降低整机的功耗，以适应空间飞行器的低功耗要求。同时，本发明用尽可能少的状态寄存器来实现刷新控制，能够较好地适应空间应用的抗辐射要求。另外，本发明的刷新控制模块与空间用SDRAM控制器结合使用后，可以根据系统需要，灵活地由CPU指令决定哪一片SDRAM芯片进入自刷新模式，从而满足空间飞行任务数据存储灵活性的需要。

附图说明

图1为本发明所使用的SDRAM控制系统的原理框图；

图2为本发明所使用的有限状态机的状态转换图；

图3为本发明工作所需控制CPU的指令流程图；

图4为本发明实例电路图；

图5为本发明实际仿真所得SDRAM自刷新波形图。

具体实施方式

为进一步说明本发明的目的和特征，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1