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

时间： 2019-12-20 来源：世强

技术问答

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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