Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

时间:2025-04-28  作者:Diven  阅读:0

上一篇中提到了SLICEL和SLICEM都可用作ROM,后者还可以作为分布式RAM(Distribute RAM,DRAM)。本篇主要的是块状Memory(Block Memory),实际上就是FPGA内部独立于逻辑单元的专用存储器,更像是硬核。

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

基本结构

如下图所示,一个Block Memory的大小为36KB(RAMB36E1),由两个独立的18KB BRAM(Block RAM,RAMB18E1)组成。因此一个36K的Block Memory可配置成4中情形:

全部用于配置成36KB的BRAM;

全部用于配置成36KB的FIFO;

配置成18KB的BRAM和18KB的BRAM;

配置成18KB的BRAM和18KB的FIFO;

为什么不能配置成两个18KB的FIFO呢?因为一个Block Momery中间有一个叫FIFO Logic的结构,用于生成FIFO控制信号,包括读/写地址等,由于只有1个且不能共享,所以最多只能配置一个FIFO。

BRAM与DRAM的比较

简单的来说,BRAM就是一块固定存储功能的硬核,而DRAM是由一堆SLICE拼接成,实现存储功能的单元。

尽管BRAM可支持更多功能,但并不表明BRAM在任何场合都具有优势。两者的使用如下:

BRAM一定需要时钟;DRAM可以是纯组合逻辑,即给地址马上出数据(当然上篇说了,为了提高性能,在读出的时候加上触发器更好);

BRAM有着较大的存储空间;而DRAM实现大的存储空间会消耗很多LUT资源;

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。

BRAM的特点

当Block Memory配置成RAM时,有三种工作模式:

读优先

写优先

保持模式

三种模式体现了当对RAM中同一地址同时进行读操作和写操作时的不同。简单的说,当同时对RAM中的同一地址进行读写时,读优先模式将读出该地址内原有的数据,写优先模式将读出当前写入该地址的数据(注意断句,意思是最终会读出的数据是先写入的数据),保持模式则保持之前读出的数据不变。

Block Memory的使用

1 配置为RAM或ROM

在Vivado的“IP catalog”中搜索“RAM”,会出现如下结果,可以看到想要生成RAM或ROM,可以选择Distributed Memory或Block Memory,即上面提到的分布式和块状存储单元。

选择“Block Memory Generator”,可以看到块存储单元可以用作RAM或ROM,具体配置就不详细展开了。

值得一提的是,在“Port A Options”选项卡中,有个Output Registers栏,可以选择Primitive Output Register和Core Output Register。其中前者位于BRAM内部,后者为CLB中的触发器。值得注意的是,在这里这两个触发器只支持同步高有效复位。这两个触发器可大大降低时钟到输出的延迟,在高速设计中,这两个触发器都使用,使用之后读操作的latency会增大为3个时钟周期。

配置为FIFO

Block Memory中的BRAM还可配置为FIFO(同步或异步),同时提供专用的FIFO Logic用于生成FIFO的控制信号和状态信号。使用专用的FIFO Logic的FIFO称为build-in FIFO。Vivado提供了IP:FIFO Generator,即可以将BRAM配置为build-in FIFO,也可以采用CLB资源生成FIFO控制逻辑,并结合BRAM构成FIFO。

对于7系列FPGA内部未使用的18KB BRAM,Vivado通过Power Gating技术不会对其进行初始化,从而可以有效降低功耗。

猜您喜欢

呼气分析因其非侵入性和易于实时监测而成为一种很有前景的医学诊断方法。呼气中的某些挥发性有机化合物(VOC)被认为是特定疾病的潜在生物标志物。以纳米材料为传感界面...
2023-11-17 09:30:00

切割机、云石机和修边机是现代建筑和装修中不可少的工具,各自有着着重要作用。切割机主要用于对各种材料进行精准切割,适用于石材、金属及木材等,能够提高工作效率,确保...
2024-11-11 00:00:00

电路世界中,电流源和电压源是能量供应者的配件,如同水流系统中的水泵和水塔,为电路的正常运转提供动力。虽然两者都能驱动电流,但工作原理和特性却截然不同。电压源: ...
2024-05-12 00:00:00

电容是电子元件,常用于电路中。判断电容的正负极是非常重要的。错误连接会导致电路损坏。本文将介绍几种判断电容正负极的方法。查看电容标识大部分电容上有标识。一般来说...
2025-04-12 13:31:08


贴片电阻5r60,也常被称为5.6欧姆贴片电阻,是一种广泛应用于电子电路中的小型电子元件。它体积小巧,性能稳定,在电路中起着至关重要的作用。 5r60表示其阻值...
2024-11-26 11:29:38

贴片电阻阻值测量看似简单,却常常遇到测得数值与标称值不符的情况,这主要源于测量方法和指标差异。测量工具的精度很重要。普通万用表精度有限,读数可能存在较大偏差,尤...
2024-11-29 10:25:54


贴片电阻,电子电路中不可或缺的小元件,其阻值大小对电路性能有着至关重要的影响。从几欧姆到几兆欧姆,不同阻值的贴片电阻应用于不同的场景,选择合适的阻值才能确保电路...
2024-11-26 11:29:59

MPS MagAlpha系列提供了旋转霍尔效应磁传感器,当磁体在传感器上方或侧方旋转时,它可以感应磁体的位置。磁体的准确尺寸、形状和材料应根据具体的应用需求和目...
2023-08-23 14:25:00