一、綜述

參考ug473.pdf。

常用Memory 資源：

在IP核中，Block memory（distributed memory為CLB中的資源）：

通常選用Native，而不用AXI接口：

Block RAM可配置單端口RAM、偽雙端口RAM、雙端口RAM、單端口ROM、雙端口ROM、FIFO。

各個模式調用時可承受的最高頻率，參考pg058.pdf：

二、主要功能

學習資源：?http://www.asic-world.com/examples/verilog/memories.html

　　A-RAM/ROM

主要功能：

每一個Block RAM都可配置為1個36Kb的BRAM或1個36Kb的FIFO；同時也可以將其配置為2個單獨的18Kb的BRAM或1個18KbBRAM + 1個18Kb的BRAM。

為什么是18k而不是16k(2的整次冪)？因為每8bit一個校驗位。2*8 + 2 =18bit。

結論：無論是單端口RAM、偽雙端口RAM還是雙端口RAM，他們都只有一塊Memory。

Single-port RAM:

同步示例：

module ram_sp_sr_sw ( clk , // Clock Input address , // Address Input data , // Data bi-directional cs , // Chip Select we , // Write Enable/Read Enable oe // Output Enable ); parameter DATA_WIDTH = 8 ; parameter ADDR_WIDTH = 8 ; parameter RAM_DEPTH = 1 << ADDR_WIDTH;//--------------Input Ports----------------------- input clk ; input [ADDR_WIDTH-1:0] address ; input cs ; input we ; input oe ; //--------------Inout Ports----------------------- inout [DATA_WIDTH-1:0] data ;//--------------Internal variables---------------- reg [DATA_WIDTH-1:0] data_out ; reg [DATA_WIDTH-1:0] mem [0:RAM_DEPTH-1]; reg oe_r;//--------------Code Starts Here------------------ // Tri-State Buffer control // output : When we = 0, oe = 1, cs = 1 assign data = (cs && oe && !we) ? data_out : 8'bz; // Memory Write Block // Write Operation : When we = 1, cs = 1 always @ (posedge clk) begin : MEM_WRITEif ( cs && we ) beginmem[address] = data;end end// Memory Read Block // Read Operation : When we = 0, oe = 1, cs = 1 always @ (posedge clk) begin : MEM_READif (cs && !we && oe) begindata_out = mem[address];oe_r = 1;end else beginoe_r = 0;end endendmodule // End of Module ram_sp_sr_sw

異步（異步讀、同步寫）示例：

module ram_sp_ar_sw ( clk , // Clock Input address , // Address Input data , // Data bi-directional cs , // Chip Select we , // Write Enable/Read Enable oe // Output Enable ); parameter DATA_WIDTH = 8 ; parameter ADDR_WIDTH = 8 ; parameter RAM_DEPTH = 1 << ADDR_WIDTH;//--------------Input Ports----------------------- input clk ; input [ADDR_WIDTH-1:0] address ; input cs ; input we ; input oe ; //--------------Inout Ports----------------------- inout [DATA_WIDTH-1:0] data ;//--------------Internal variables---------------- reg [DATA_WIDTH-1:0] data_out ; reg [DATA_WIDTH-1:0] mem [0:RAM_DEPTH-1];//--------------Code Starts Here------------------ // Tri-State Buffer control // output : When we = 0, oe = 1, cs = 1 assign data = (cs && oe && !we) ? data_out : 8'bz; // Memory Write Block // Write Operation : When we = 1, cs = 1 always @ (posedge clk) begin : MEM_WRITEif ( cs && we ) beginmem[address] = data;end end// Memory Read Block // Read Operation : When we = 0, oe = 1, cs = 1 always @ (address or cs or we or oe) begin : MEM_READif (cs && !we && oe) begindata_out = mem[address];end endendmodule // End of Module ram_sp_ar_sw

　　對應電路：

可以看出2^8 = 256由4個64拼接拼接而成：

這里其實調用的是CLB中SliceM下的Distributed RAM資源：

　　B-FIFO

?FIFO的能力：

?FIFO的IP核使用，具體可參考：pg057.pdf。

?FIFO可調用shift reg、distributed RAM、Block RAM、BulitIn FIFO，關于使用，xilinx論壇有相關說法：

Q：

From PG057 (Fifo generator) I understand FIFO's can be implemented in 4 ways, using :?

• block RAM?
• distributed RAM
• shift register
• built-in FIFO? (using FIFO18 / FIFO36)

is there any simple document / app note / overview describing on what basis you typically decide between the?4? implementations. What are the main tradeoffs, advantages, ... of each underlying memory type used?

I can imagine a few, but not sure if these are correct and complete :

• block RAM is interesting for large, deep fifo's
• distributed RAM is interesting for smaller fifo's
• shift register is interesting for smaller fifo's, with short word width
• built-in FIFO allow for the fastest fifo's

but that's just intuition ... so any corrections or further insights are welcome here!

A:

Its based your application , requirement and available resources in your target FPGA. The most of the points you mention correct. I would recommend you to refer target FPGA resource guide LUTs have lowest access time, FIFO18/FIFO36 good timing performance but require effort in design migration, BRAM very good for scalable memory requirement . You can also check about URAM/ultraram available in ultrascale devices

三、IP核調用

　　A-simple dual RAM?

?參考IP_bram筆記。

?這里涉及到位寬的計算，以6通道，160MHz采樣率，12bit有效位AD舉例，現在需要轉化為：240MHz的FPGA工作時鐘。

12bit*6*160/240 = 48bit

位寬由12*6 = 72bit轉化為48bit，:

• Port-A為寫數據，width：位寬12*6 = 72bit，depth = 160
• Port-B為讀數據，width：48bit，depth = 240

但Port-B的width只能是：72bit/(2^n)，n = 0, ±1, ±2, ...，因此通常都是二次轉化：

Step1：72*160 = 48*240 < x * 240，x = 72*2^n >48，此處n = 0；x工作在240MHz。

Step2：x * M = 48 * N，M、N都是整數。M = 1,N = 2，完成轉化。

總結步驟：160Mhz 72bit轉化為 240Mhz 72bit；240Mhz寫1拍（M = 1），每2（N = 2）拍讀取一次數據。 IP核調用格式： 按輸入端口，調用IP即可 bm_tb bram_int( .addra(addra), ... ) 未勾選primitive output register：

勾選primitive output register：

可見該選項延遲了1拍。

　　B-FIFO

主要參考：

關于IP核參數設置，可參考FIFO generator筆記。

與BRAM同樣的例子，很多時候數據時鐘域轉換用dual-port RAM而不用FIFO，說是前者含地址，存在時延變量取數方便，但改為FIFO實現其實也可以，后者含有計數功能，同樣可以進行定位。

?

從讀使能給出，到數據輸出，經過6個周期，計算：

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基础003_V7-Memory Resources的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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