目前,SDR SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM凭借其价格低廉、容量大、速度快等优点,仍然占据着高速存储设备的主要市场,广泛的应用到消费类电子产品、通信类产品和大量嵌入式系统的设计开发中。因此能够设计一款对SDR SDRAM、DDR SDRAM和DDR2 SDRAM都适合的内存控制器,为各类不同系统中的设计开发与应用提供了很大的便利,这样一款内存控制器将会具有良好的应用前景。论文在详细研究了JEDEC组织制定的SDR SDRAM、DDR SDRAM和DDR2 SDRAM内存的技术规范文档基础上,通过分析这三种内存芯片的内部功能模块、控制操作命令及工作流程,总结出一套适合这三种内存芯片的内存控制器架构,然后采用了自顶向下(TOP-DOWN)的设计方法,使用VHDL语言完成了各功能模块的RTL级的逻辑描述,通过综合仿真对设计进行了功能验证。最后通过Xilinx的Spartan3 FPGA完成了SDR SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM内存控制器的硬件验证及其在CMOS图像采集系统上的应用研究。论文研究重点包括以下几个方面:(一)对适用于SDR SDRAM、DDR SDRAM和DDR2 SDRAM的结构、接口和时序进行了深入研究与分析,总结出内存控制器设计中的关键技术特性。(二)各内存控制器的结构划分:由时钟产生模块、控制命令模块、指令译码模块和数据通道模块组成,对各模块的结构及实现方法进行了分析和设计。(三)采用自顶向下(TOP-DOWN)的设计方法,使用VHDL语言完成了各功能模块的RTL级设计。(四)使用Modelsim软件进行功能仿真和Synplify Pro软件进行逻辑综合优化。(五)构建了基于Xilinx的Spartan3 FPGA的各内存控制器的硬件仿真平台,完成了对内存控制器的仿真验证。(六)完成了内存控制器在CMOS图像采集系统的应用研究。本论文完整论述了适合于SDR/DDR/DDR2 SDRAM内存的内存控制器的设计原理和具体实现。本文设计的控制器既实现了控制端口操作简单,又能满足对三种不同内存(SDR SDRAM、DDR SDRAM和DDR2 SDRAM)的控制,具有适用性广、实用性强的特点。从在CMOS图像采集系统中的应用中的结果来看,本内存控制器在结构和软硬件设计方面均满足了工程实际要求。