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          Xilinx之RAM使用指南

          發布時間:2017/7/18

          一、 RAM 分類
          XILINX 的 RAM 可分為三種,分別是:單口 RAM,簡化雙口 RAM 和真雙口 RAM。如下 圖所示:

          圖1 單口 RAM

          圖1 單口 RAM

          圖2 簡化雙口 RAM A 口寫入數據,B 口讀數據

          圖2 簡化雙口 RAM A 口寫入數據,B 口讀數據

          圖3 真雙口 RAM A,B 任意一個口都可以讀寫數據,可從 A 寫入,B 讀數據

          圖3 真雙口 RAM A,B 任意一個口都可以讀寫數據,可從 A 寫入,B 讀數據

          二、選擇數據位寬和深度
          Block RAM 的數據位寬為 1-1152bit,深度取決于所選擇 FPGA 器件中 block 的數量。超出地址范圍之外的寫操作,寫進去的數據不會與存儲器件中的數據沖突。 讀超出地址范圍之 外數據將會返回無效數據。注意, 當對超出范圍的地址進行操作的時候, 不能置位 set 或 reset信號,因為這仍然會讀出無效數據。

          三、操作模式
          每個端口的操作模式決定了此端口的讀和寫之間關系。端口 A 和 B 可以獨立配置為以 下三種模式中任一模式:寫優先模式,讀優先模式,不改變模式。這些模式詳解見下面。當 A 和 B 端口地址有沖突時,操作模式就會影響 A 和 B 口之間關系。

          1.寫優先模式(write first mode):
          在寫優先模式中,輸入數據被自動寫入存儲器件中,并且出現在數據輸出端口。時序見下圖。這種傳輸模式增強了在同一端口寫操作時使用數據輸出總線的靈活性。(即輸入數據的同時自動寫進存儲器和驅動數據到數據輸出端)

          圖4 寫優先操作模式

          圖4 寫優先操作模式

          2.讀優先模式(read first mode):
          在讀優先模式中,預先存儲在寫地址中的數據會被輸出,而輸入數據被存入存儲器件中。這種模式見下圖。(即以前寫進當前寫地址的數據出現在數據輸出端,此時輸入的數據被保存到存儲器中)

          圖5 讀優先模式

          圖5 讀優先模式

          3.不改變模式(no-change mode):
          在不改變模式中,輸出鎖存在寫操作時候保持不變,見下圖。在同一端口 的寫操作不會對數據輸出端口產生影響,輸出仍然是以前的讀數據。(即輸出鎖存器保持不改變在寫操作期間。說明在寫期間輸出端不會輸出寫期間地址的數據,不管以前保存數據還是現在的輸入數據)

          圖6 不改變模式

          圖6 不改變模式

          四、數據位寬比例
          Block RAM 產生器支持端口 A 和 B 的位寬不同。即DINA,DINB,DOUA,DOUTB 位寬可以互 不相同。支持 1:32 到 32:1 之間的比例,端口 A 的寬度最大可達端口 B 的 32 倍,反之亦然。

          例如一個 A 口位寬 32bit 深度 2048 的真雙口RAM, 如果 B 端口寬度為 8bit 深度為 8192。 那么 A 地址總線位寬為11bits, 地址總線位寬為 13bits。 B 數據存在 little-endian 中, 見下圖。 An 是相對 A 端口在地址 n 的數據,Bn 是相對于 B 端口在地址 n 的數據。A0 由 B3,B2,B1,B0 構成。(雙端口有獨立的地址和數據總線以及控制信號,但仍訪問同一個存儲空間,數據寬度可以不相同,深度和數據寬度比例成反比。各端口地址是各自端口讀或寫的最寬地址的寬度。)

          圖7 數據位寬比例示意圖

          圖7 數據位寬比例示意圖

          五、比特寫功能(Byte_Write)
          比特寫功能在 8bit 或 9bit 一字節時候都有效。當使用 8bit 一字節時候,沒有優先級位,而且存儲寬度限定為 8bit 的倍數。當用 9bit 一字節時候,每一個字節都包含一個優先級位,存儲位寬限定為9bit 的倍數。

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