【应用】256Mb SDRAM AS4C16M16SA-7TCN助力6寸智能控制面板高速表现

2019-12-20 世强
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随着智能开关的普及,搭载TFT显示屏和电容触摸屏的智能控制面板也加入到智能家居中。它们利用控制板和电源板的组合,以实现电路智能开关控制。可实现本地及远程控制,并可通过有线或无线通信,和其它的智能家电产品进行联动。 智能控制面板采用FPGA系统为控制系统,该产品通过FPGA驱动TFT液晶显示器,同时配置电容触摸屏,集家庭控制和智能开关控制终端为一体,对系统的响应速度及流畅度有很严格的要求。


笔者设计的这款智能控制面板,搭载6寸TFT液晶显示器,可以显示丰富的UI图片和效果,屏幕分辨率达到720*1440。系统采用FPGA作为TFT液晶屏的驱动芯片,对SDRAM的数据写入频率为100MHz,早期调试时采用128Mb容量的SDRAM进行调试,图像显示和切换的速度会比较慢。经过实验验证,将SDRAM容量扩大到256Mb,采用ALLIANCE公司推出AS4C16M16SA-7TCN作为SDRAM芯片,时钟频率可达到143 MHz,容量为256Mb(4M word * 16bit * 4),图片显示和切换的效果可以满足产品设计要求。

由于这款智能控制面板主要用于室内环境,使用温度范围在-10~+55℃。虽然AS4C16M16SA-7TCN的工作范围是0~+70℃,由于系统运行过程存在自发然,高低温实验过程,产品可以做到-20~+60℃运行正常,满足产品环境温度需求。

  

产品框图如下:

 

该款智能控制面板是以FPGA驱动TFT液晶显示器,最小系统由FPGA芯片、Nand Flash和Alliance AS4C16M16SA-7TCN组成,TFT 液晶屏集成电容触摸屏,应用电路包括温湿度传感器和继电器负载控制。通过屏幕操作或zigbee无线通信模块接收控制指令,对应用电路及家庭场景进行控制,从而完成各种家庭智能场景。


AS4C16M16SA-7TCN部分原理图:

SDRAM电源供电引脚上增加2个10uF和6个0.1uF的电容,0.1uF的电容均匀的分布在各个电源引脚附近,提高EMC能力。


产品实物图:

PCB布局时,需要把DDR颗粒尽量靠近DDR控制器放置。两个10uF大电容放在电源入口的位置上,0.1uF的高频滤波电容均匀的放置在每个电源引脚附近。 

PCB布线注意事项:PCB布线时,控制和地址线等长,DQ数据线等长。同组走线根据速度的要求也有不同,一般为±50mil。尽量减少过孔的数目。


采用AS4C16M16SA-7TCN作为SDRAM的原因和优势:

1、AS4C16M16SA-7TCN高速动态同步存储器(SDRAM)有三种信号,分别为控制信号,地址信号和数据信号,通过对信号的控制可以进行完全同步的操作。

2、AS4C16M16SA-7TCN还可以通过一定时间段的不断的刷新来保留相关数据,含有多个bank,通过对不同的bank进行轮流的预充电和读取数据来保证bank在预充电时对数据的不间断读写。

3、智能控制面板的SDRAM采用Alliance推出的AS4C16M16SA-7TCN,快速时钟频率达到143 MHz,这款高速动态同步存储器中包含内部流水线结构,具有可编程模式的寄存器,可提供1,2,4,8或整页的可编程读或写突发长度,突发类型(顺序、交叉),且具有突发终止选项。使其可适应高速CUP的读写,缩短周期,加快数据传输速度。很好的满足了系统对响应速度的要求。

4、经过高低温试验验证,AS4C16M16SA-7TCN可以满足产品定义的工作温度需求。针对更苛刻的使用环境,也可将该芯片升级为同系列中的AS4C16M16SA-6TIN,工作温度可达到-40~+85℃。

 

Alliance推出的AS4C16M16SA-7TCN高速动态同步存储器(SDRAM)广泛应用在电子设计领域,完全满足消费电子领域针对系统中数据量大需要缓存的问题。在同类产品中具有很高的性价比,是设计选型时不错的选择。


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