Block RAM与Distributed RAM,简称为BRAM与DRAM, 要搞清楚两者的区别首先要了解FPGA的结构: FPGA=CLB + IOB+Block RAM CLB 一个CLB中包含 2个Slice、8位寄存器、多路选择器、进位链等。 Xilinx的FPGA中包含Distributed RAM和Block RAM两种寄存器,Distributed RAM需要使用SliceM,所以要占用CLB中的逻辑资源,而Block RAM是单独的存储单元 用户申请资源时,FPGA先提供Block RAM,当Block RAM不够时再提供分布式RAM进行补充。 Block RAM是单独的RAM资源,一定需要时钟,而Distributed RAM可以是组合逻辑,即给出地址马上给出数据,也可以加上register变成有时钟的RAM,而Block RAM一定是有时钟的
1,设计需求 设计一个双端口的RAM,具有独立的读写时钟,独立读写地址和数据端口,具有复位功能,并具有读和写的使能信号。 2,端口设计 写通道(write) Wrclk 输入端口 写通道的时钟信号 Aclear 输入端口 RAM复位信号 Wren 输入端口 RAM写使能信号 Wraddr[…] 输入端口 RAM写数据的地址端口 Rdata[…] 输出端口 读出的数据 3,设计框图 ? (4)在写时钟的驱动下,双端口RAM写数据以及复位功能设计 在本写时钟下给出写地址和写数据,在下一个写时钟周期,数据被写入到RAM中。 ? (5)再读时钟的驱动下,双端口RAM读数据的功能设计 本读时钟给出读地址信息,在下一个读时钟信号,输出对应地址的数据。 ? 5,功能仿真(仿真代码) (1)信号初始化,并复位 ?
区别之2 dram使用根灵活方便些 区别之3 bram有较大的存储空间,dram浪费LUT资源 1.物理上看,bram是fpga中定制的ram资源,dram就是用逻辑单元拼出来的。 2.较大的存储应用,建议用bram;零星的小ram,一般就用dram。但这只是个一般原则,具体的使用得看整个设计中资源的冗余度和性能要求。 3.dram可以是纯组合逻辑,即给出地址马上出数据,也可以加上register变成有时钟的ram。而bram一定是有时钟的。 4.较大的存储应用,建议用bram;零星的小ram,一般就用dram。 但这只是个一般原则,具体的使用得看整个设计中资源的冗余度和性能要求。 5.dram可以是纯组合逻辑,即给出地址马上出数据,也可以加上register变成有时钟的ram。而bram一定是有时钟的。 否则,就可以用Distributed RAM。
今天给大侠带来基于FPGA的乒乓ram设计,话不多说,上货。 ? 三、乒乓ram控制的FPGA设计 当保存数据到ram时,在输入数据时同时要产生相应的地址,这样ram才会把数据与地址一一对应,按顺序存取。 四、乒乓ram的设计流程 乒乓ram的输入数据流宽度是16位,ram深度是1024位。其主要外围接口包括输入、控制和输出几个部分,采用verilog DHL进行编写。 图3 乒乓ram设计流程图 其中,ram是调用IP核产生的,这可以直接选择FPGA自带的ram器件,从而极大的减少了寄存器组的使用,提高了FPGA的利用率。 ? 五、设计代码 参考代码如下: module lcd12864( clock, //系统时钟输入 reset_n, //系统复位输入 //in_data, //输入的要显示的数据
今天给大侠带来FPGA设计中的RAM的两种实现方法,话不多说,上货。 RAM是用来在程序运行中存放随机变量的数据空间,使用时可以利用QuartusII的LPM功能实现RAM的定制。 Number of words:可寻址的存储单元数,对于8bit地址线,此处选择256; words size:存储单元宽度,8bit; 然后点击“OK”. ? 前面的推荐的软件的使用方法以及mif文件生成完毕后,开始接下来的设计。 2)设置存储深度为128,数据宽度为8bit、选择嵌入式M4K RAM实现、使用单时钟方案: ? 3)取消选择“数据输出锁存”,不需要时钟使能端: ? END 后续会持续更新,带来Vivado、 ISE、Quartus II 、candence等安 装相关设计教程,学习资源、项目资源、好文推荐等,希望大侠持续关注。
设计要求 设计一个深度为256,宽度为8的RAM。不需要初始化内容。 设计原理 RAM,此种存储器支持写操作,支持读操作。在存储器建造时,可以进行初始化数据,也可以不进行初始化数据。 RAM的初始化文件也是mif文件,原理和ROM类似。 本次设计RAM是利用FPGA片内嵌入的M9K构成的。 由于设计RAM深度为256,故而地址的宽度为8位。 架构设计和信号说明 此模块命名为ram_test。ram_my为ip core。 ? ? 调用 ip core 之 RAM 建立好工程,打开tools -> ip catalog。 按照下图的方式,找到RAM :1-port。 ? 选择verilog,找到对应路径,命名为ram_my。 ? 选择深度为256,宽度为8,单时钟。点击Next。 ? 选择q端被寄存,引出rden信号。 顶层设计 顶层负责调用ram_my,例化文件在ip core -> ram_my -> ram_my_inst.v中。
单口RAM 只有一套数据总线、地址总线和读写控制线,因此当多个外设需要访问同一块单口RAM 时,需要通过仲裁电路来判断。 单口RAM,只有一套地址总线,读和写是分开(至少不能在同一个周期内完成)。 下面给出一个8× 8 位RAM 的设计实例。 module ram_single( clk,addm,cs_n,we_n,din,dout ); input clk; input [2:0]addm; input cs_n; input we_n; input [7:0]din; output [7:0]dout; reg [7:0]dout; reg [7:0]ram_s[7:0]; always @( posedge clk ) begin if(cs_n) dout<=8'b0000_0000; else if(we_n)//read dout<=ram_s[addm]; else//write ram_s[addm]
IP CORE 之 RAM 设计 - ISE操作工具 作者:李西锐 校对:陆辉 本篇实现基于叁芯智能科技的SANXIN -B02 FPGA开发板,如有入手开发板,可以登录官方淘宝店购买,还有配套的学习视频 设计要求 设计一个深度为256,宽度为8的RAM。不需要初始化内容。 设计原理 RAM,此种存储器支持写操作,支持读操作。在存储器建造时,可以进行初始化数据,也可以不进行初始化数据。 RAM的初始化文件也是coe文件,原理和ROM类似。 由于设计RAM深度为256,故而地址的宽度为8位。 架构设计和信号说明 此模块命名为ram_test。my_ram为ip core。 ? ? 调用 ip core 之 RAM 建好工程之后,右键点击工程,选择New Source,新建IP核。 ? 顶层设计 顶层负责调用my_ram,例化文件在ipcore_dir -> my_ram.veo中。
设计要求 设计一个深度为256,宽度为8的RAM。不需要初始化内容。 设计原理 RAM,此种存储器支持写操作,支持读操作。在存储器建造时,可以进行初始化数据,也可以不进行初始化数据。 RAM的初始化文件也是mif文件,原理和ROM类似。 本次设计RAM是利用FPGA片内嵌入的M9K构成的。 由于设计RAM深度为256,故而地址的宽度为8位。 架构设计和信号说明 此模块命名为ram_test。ram_my为ip core。 调用 ip core 之 RAM 建立好工程,打开tools -> ip catalog。 按照下图的方式,找到RAM :1-port。 选择verilog,找到对应路径,命名为ram_my。 选择深度为256,宽度为8,单时钟。点击Next。 选择q端被寄存,引出rden信号。 顶层设计 顶层负责调用ram_my,例化文件在ip core -> ram_my -> ram_my_inst.v中。
RAM latency is CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD latency. CAS Latency (CL) Impact on RAM Speed As previously mentioned, CAS Latency (CL) is the best known memory clock cycle can be easily calculated through the formula: T = 1 / f RAS to CAS Delay (tRCD) Impact on RAM RAS Precharge (tRP) Impact on RAM Speed After data is gathered from the memory, a command called Precharge Other Parameters Impacting RAM Timings Let’s take a better look at the other two parameters, Active to
图片 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形 然而实际的数字IC设计过程中考虑的问题远多于此,通过本系列希望大家对数字IC中一些经典电路的设计有初步入门了解。能力有限,纰漏难免,欢迎大家交流指正。 例如,有一个 8 位宽、256 深度的存储器,意味着这个存储器可以存储 256 个 8 位的二进制数据。 本文将会从4位宽、16深度的三种存储器为例展开设计。 end //A写B读 #20; re_en_a = 1'b0; wr_en_a = 1'b1; @(posedge clk) for (i=4;i<8; end end //B写A读 #20; re_en_b = 1'b0; wr_en_b = 1'b1; @(posedge clk) for (i=8;
今天给大侠带来在FPGA设计中的RAM的两种实现方法详解,话不多说,上货。 这里也超链接有关RAM设计的其他篇幅,仅供参考。 FPGA零基础学习:IP CORE 之 RAM设计 IP CORE 之 RAM 设计- ISE 操作工具 RAM是用来在程序运行中存放随机变量的数据空间,使用时可以利用 Quartus II 的LPM功能实现 Number of words:可寻址的存储单元数,对于8bit地址线,此处选择256; words size:存储单元宽度,8bit; 然后点击“OK”. ? 前面的推荐的软件的使用方法以及mif文件生成完毕后,开始接下来的设计。 2)设置存储深度为128,数据宽度为8bit、选择嵌入式M4K RAM实现、使用单时钟方案; ? 3)取消选择“数据输出锁存”,不需要时钟使能端; ?
4、DRAM(Dynamic RAM)动态RAM 5、DDR SDRAM (Double Date-Rate Synchronous RAM ) 双倍速率 同步动态RAM 6、NOR FLASH 这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素: ● NOR的读速度比NAND稍快一些。 ● NAND的写入速度比NOR快很多。 8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。 NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。 NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势,典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍,每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。 向NAND器件写入信息需要相当的技巧,因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。
Ram Disk,顾名思义,就是在Ram里创建的Disk。 优点 读写速度快。当然了,比IDE、Flash不知要快多少倍 不依赖外存。什么本地存储、网络存储,都可以没有。 尤其VxWorks自己在运行时,本来就不依赖文件系统,因此没有其它物理存储介质的情景还是很多的 反正VxWorks的Ram闲着也是闲着,别让它偷懒了 缺点 数据易失。掉电就什么都没有了。 Ram本来就不会很大,而且32位VxWorks的能够留给用户的Ram也就3GB左右 有了Disk,它还只是一个Device,一般在使用时,还要在Disk上创建块设备,并将这个块设备格式化。
下面给出一个128× 8 位双口RAM 的Verilog HDL 设计实例。 module ram_double( q,addr_in,addr_out,d,we,clk1,clk2 ); output [7:0]q; input [7:0]d; input [6:
ROM和RAM指的都是半导体存储器。ROM是Read OnlyMemory的缩写,RAM是Random Access Memory的缩写。 ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据,而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据,典型的RAM就是计算机的内存。 RAM RAM 有两大类。 另一种称为动态RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快。 DDR RAM(Double-Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM,这种改进型的RAM,和SDRAM是基本一样的,不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据,这样就使得数据传输速度加倍了。 在很多高端的显卡上,也配备了高速DDR RAM来提高带宽,这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。 ROM ROM:只读存储器的总称。
以UltraScale芯片为例,每个Block RAM为36Kb,由两个独立的18Kb Block RAM构成,如下图所示。 ? 每个18Kb Block RAM架构如下图所示。 可通过IP Core (Block Memory Generator)或者XPM_MEMORY的方式使用BlockRAM,但无论通过哪种方式,都需要注意对Block RAM的输出要做寄存处理,尤其是在高速设计中 (图片来源ds923,table 28) 在综合后的网表中,选中设计中的Block RAM,在其Property窗口中,查看DOA_REG和DOB_REG,若其为0,则说明未使用Embedded Registers 当设计要求Latency为2时,Primitives Output Register和Core Output Register选取其一即可。 Output Register,因为该寄存器的Tco小于Primitives Output Register的Tco,同时CoreOutput Register的布局可兼顾下级时序路径的时序要求;若当前设计触发器利用率较高
RAM刷新有三种: 1、集中式刷新在一个刷新周期内(2ms),先让存储器读写,然后集中刷新,这样就存在死区问题,如果是存取周期为2us的话,这样对于64*64的存储矩阵来说,集中刷新为128us,死区时间也为
前言 本文首发:FPGA逻辑设计回顾(11)FPGA以及PC中的RAM与ROM FPGA中使用的存储资源,例如前两篇文章讲的: FPGA逻辑设计回顾(10)DDR/DDR2/DDR3中的时序参数的含义 但你知道的,在FPGA设计中,存在着更多使用的小存储器,它们可以灵活的使用在你的FPGA逻辑设计中,甚至处处皆是! 本文从它们在电子产品中的应用到Xilinx的IP核逻辑设计来讨论RAM以及ROM的设计。 RAM以及ROM在计算机中的应用 在任何存储数据的电子设备中,如您的计算机,各种组件共同工作以存储内存。 幸运的是,在今天的计算机上设计现代操作系统的人明白,RAM可能是不稳定的。有许多故障保护的内置自动备份工作到硬盘驱动器,以帮助消除数据的损失,如果你的系统自动关闭。 好了,这篇文章重点在于说明,而不是设计,关于设计,我们下篇文章见。
设计中如果大量使用Block RAM,可通过一些综合属性管理RAM的实现方式以满足系统对性能与功耗的需求。 当级联高度分别为1、32和8时,其实现方式如下图所示。 ;若级联高度为8,同一时间有4个Block RAM处于激活状态。 相比之下,级联高度为1时,Fmax最大,功耗也最高;级联高度为32时,Fmax最小,但功耗也最小;级联高度为8时,Fmax和功耗均介于前两者之间,可在功耗与性能之间获得折中。 ? 还有一个综合属性ram_decomp,可进一步帮助降低系统功耗。以8Kx36bit RAM为例,采用如下图所示的四种实现方式。