BRAM和URAM重要的片上存儲(chǔ)資源，兩者有顯著的區(qū)別

無(wú)論是7系列FPGA、UltraScale還是UltraScale Plus系列FPGA，都包含Block RAM（BRAM），但只有UltraScale Plus芯片有UltraRAM也就是我們所說(shuō)的URAM。BRAM和URAM都是重要的片上存儲(chǔ)資源，但兩者還是有些顯著的區(qū)別。

容量

BRAM的容量為36Kb，且可當(dāng)作兩個(gè)獨(dú)立的18KbBRAM使用。對(duì)于一個(gè)36Kb的BRAM，其最能達(dá)到的最大位寬為72bit。URAM容量為288Kb，一個(gè)URAM深度為4K（4×1024），寬度為72b。

時(shí)鐘

BRAM有兩個(gè)時(shí)鐘，在RAMB36E2的Primitive聲明中就可以看到這兩個(gè)時(shí)鐘CLKARDCLK和CLKBWRCLK。而URAM只有一個(gè)時(shí)鐘，在URAM288的Primitive聲明中可以看到該時(shí)鐘CLK。盡管在使用XPM_MEMORY實(shí)例化URAM時(shí)可以看到clka和clkb，但這兩個(gè)端口最終都連接到URAM的物理端口CLK上。

初始值

BRAM的初始值是可以設(shè)定的，無(wú)論BRAM是單端口、簡(jiǎn)單雙端口還是真雙端口都可以通過(guò)COE文件設(shè)定其初始值。而URAM的初始值只能為0，且無(wú)法更改，換言之，其初始值是不可設(shè)定的。這也就意味著B(niǎo)RAM可以配置成ROM而URAM不可以。

工作模式

BRAM可配置為單端口、簡(jiǎn)單雙端口和真雙端口，但對(duì)于URAM，不能簡(jiǎn)單地將這三種模式映射過(guò)來(lái)，其工作行為如下圖所示。可以看到，A/B端口不是獨(dú)立的，例如，A端口讀而B(niǎo)端口寫(xiě)同一地址，讀出的是該地址原有數(shù)據(jù)；A端口寫(xiě)而B(niǎo)端口讀同一地址，讀出的是新寫(xiě)入的數(shù)據(jù)。

圖片來(lái)源：Table 2-6, ug573

實(shí)例化方式

對(duì)于BRAM，可采用原語(yǔ)、XPM_MEMORY、RTL代碼或者IP Core的方式進(jìn)行實(shí)例化，但URAM目前只支持原語(yǔ)、XPM_MEMORY和RTL代碼的方式。相比而言，XPM_MEMORY的方式更為快捷，也是Xilinx建議的方式。

級(jí)聯(lián)方式

BRAM和URAM都可級(jí)聯(lián)，只是級(jí)聯(lián)方式不同。在使用BRAM時(shí)，我們只需要設(shè)定寬度和深度，并根據(jù)時(shí)鐘頻率合理選擇Latency，也就是選擇是否需要使用BRAM自帶的輸出寄存器或Slice中的寄存器。而URAM提供了專門的級(jí)聯(lián)寄存器，同樣需要根據(jù)時(shí)鐘頻率合理選擇Latency，此時(shí)會(huì)影響到級(jí)聯(lián)寄存器的使用。如下圖所示，是4個(gè)URAM的級(jí)聯(lián)情形。