FPGA Design of High-Performance Memory Controller for Video Processing

비디오 처리를 위한 고성능 메모리 제어기의 FPGA 설계

본 논문은 비디오 처리를 위한 고성능의 메모리 제어기를 설계하였다. 메모리 제어기는 arbiter에 의해 제어되며 이것은 메모리 억세스를 요구하는 모듈들의 요구 신호를 받아 데이터를 전송하는 역할을 해주게 된다. 구현된 메모리 제어기는 버스를 사용하기 위한 승인을 받기 위해서 마스터와 신호를 주고 받는 MAU블록, grant 신호를 디코딩하고 컨트롤 신호의 상태를 정의한 arbiter 블록, SDRAM의 ac parameter를 저장하고 bank의 준비 여부, read/write 가능 여부, precharge와 refresh의 가능 여부를 확인하여 system과 read/write가 준비되었다는 신호를 출력, SDRAM의 실질적인 입력신호를 생성하는 memory accelerator 블록, 생성된 입력신호를 저장하고 마스터에서 직접 write data를 입력 받는 memory I/F 블록으로 구성된다. 이 메모리 제어기는 174.28MHz의 주파수로 동작하였다. 본 설계는 VHDL을 이용하여 설계되었고, ALTERA의 Quartus II를 이용하여 합성하였다. 또한 ModelSim을 이용하여 설계된 회로를 검증하였다. 구현된 하드웨어는 StatixIII EP3SE80F1152C2 칩을 사용하였다.