FPGA雙端口RAM的使用簡述

1 簡述

RAM ：隨機存取存儲器（random access memory，RAM）又稱作“隨機存儲器”。在FPGA開發(fā)過程中經(jīng)常使用到，而所謂的雙端口RAM就是有兩組獨立的端口對存儲塊進行讀寫操作，如下圖所示。

一般在應用時，一個作為讀端口，另一個作為寫端口（也可以同時寫和讀）。

2 例化IP核

在開發(fā)過程中，常會用到雙端口RAM，下面說一下FPGA中雙端口RAM的常規(guī)使用方法，更多的使用方案可翻閱參考文獻。

本次仿真采用Xilinx的 Block Memory Generator v8.4的IP核來進行例化，例化參數(shù)如下。

porta端口配置

portb端口配置

若以端口a作為寫端口，b作為讀端口，則寫端口的數(shù)據(jù)位寬為128bit，深度為8192，則地址位寬為14bit，而讀端口的數(shù)據(jù)位寬為32bit，深度為3276，則地址寬度為15bit。

3 端口描述

在寫仿真激勵之前，需要了解各端口在IP核中的功能，例化后的IP核如下圖所示

各端口定義如下，端口b定義和a一樣。

4 仿真激勵編寫

根據(jù)端口定義設計仿真激勵，tb代碼如下。

`timescale 1ns / 1ps
module tb_memory();
reg  [12:0]  addra;
reg          clka ;
reg  [127:0] dina ;
reg          wea  ;
reg          ena ;
reg [14:0]   addrb;
reg          clkb ;
wire [31:0] doutb;
reg          enb  ;
reg          web  ;


initial begin
  addra = 13'd0;
  clka  = 1'b0 ;
  dina  = 128'h40000000300000002000000010000000;
  wea   = 1'b1;
  ena   = 1'b1;


  addrb = 15'd0;
  clkb  = 1'b0 ;
  enb   = 1'b1;
  web   = 1'b0;
end


 always #10    clka = ~clka;//寫時鐘為50M
 always #20    clkb = ~clkb;//讀時鐘為25M

 reg [15:0] counta = 16'd0;
 always @(posedge clka) begin;
  if(wea==1'b1) begin
   addra <= addra + 13'b1;
   dina  <= dina + 128'b1;
   if (addra == 13'h3fff) begin
    addra <= 13'h0;
   end
  end
 end


 reg [15:0] countb = 16'd0;
 always @(posedge clkb) begin
  if(enb==1'b1) begin
   addrb <= addrb + 15'b1;
   if (addrb == 15'h3fff) begin
       addrb <= 15'h0;
   end
  end
 end


design_1_wrapper tb_memory(
  .BRAM_PORTA_0_addr(addra),
  .BRAM_PORTA_0_clk (clka ),
  .BRAM_PORTA_0_din (dina ),
  .BRAM_PORTA_0_we  (wea ),
  .BRAM_PORTA_0_en  (ena),
  .BRAM_PORTB_0_addr(addrb),
  .BRAM_PORTB_0_clk (clkb ),
  .BRAM_PORTB_0_dout(doutb),
  .BRAM_PORTB_0_we  (web),
  .BRAM_PORTB_0_en  (enb)
);
endmodule

仿真結果如下圖所示

由上圖所示，由于寫數(shù)據(jù)的位寬為128bit,讀數(shù)據(jù)的位寬為32bit,因此需要讀4次拼接起來才能恢復寫入的數(shù)據(jù)。