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Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器-本篇主要总结的是块状Memory(Block Memory),实际上就是FPGA内部独立于逻辑单元的专用存储器,更像是一种硬核。

  上一篇中说到了SLICEL和SLICEM都可用作ROM,后者还能够作为分布式RAM(Distribute RAM,DRAM)。本篇首要总结的是块状Memory(Block Memory),实际上便是FPGA内部独立于逻辑单元的专用存储器,更像是一种硬核。

  1. 根本结构

  如下图所示,一个Block Memory的巨细为36KB(RAMB36E1),由两个独立的18KB BRAM(Block RAM,RAMB18E1)组成。因而一个36K的Block Memory可装备成4中景象:

  悉数用于装备成36KB的BRAM;

  悉数用于装备成36KB的FIFO;

  装备成18KB的BRAM和18KB的BRAM;

  装备成18KB的BRAM和18KB的FIFO;

  为什么不能装备成两个18KB的FIFO呢?因为一个Block Momery中心有一个叫FIFO Logic的结构,它用于生成FIFO操控信号,包含读/写地址等,因为它只要1个且不能同享,所以最多只能装备一个FIFO。

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  2. BRAM与DRAM的比较

  简略的来说,BRAM便是一块固定存储功用的硬核,而DRAM是由一堆SLICE拼接成,完成存储功用的单元。

  虽然BRAM可支撑更多功用,但并不标明BRAM在任何场合都具有优势。两者的运用总结如下:

  1. BRAM必定需求时钟;DRAM可所以纯组合逻辑,即给地址立刻出数据(当然上篇说了,为了进步功能,在读出的时分加上触发器更好);

  2. BRAM有着较大的存储空间;而DRAM完成大的存储空间会耗费许多LUT资源;

  较大的存储运用,主张用BRAM;零散的小RAM,一般就用DRAM。但这仅仅个一般准则,具体的运用得看整个规划中资源的冗余度和功能要求。

  3. BRAM的特色

  当Block Memory装备成RAM时,有三种作业形式:

  读优先

  写优先

  坚持形式

  三种形式表现了当对RAM中同一地址一起进行读操作和写操作时的不同。简略的说,当一起对RAM中的同一地址进行读写时,读优先形式将读出该地址内原有的数据,写优先形式将读出当时写入该地址的数据(留意断句,意思是最终会读出的数据是先写入的数据),坚持形式则坚持之前读出的数据不变。

  4. Block Memory的运用

  4.1 装备为RAM或ROM

  在Vivado的“IP catalog”中查找“RAM”,会呈现如下成果,能够看到想要生成RAM或ROM,能够挑选Distributed Memory或Block Memory,即上面说到的分布式和块状存储单元。

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  挑选“Block Memory Generator”,能够看到块存储单元能够用作RAM或ROM,具体装备就不具体展开了。

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  值得一提的是,在“Port A Options”选项卡中,有个Output Registers栏,能够挑选PrimiTIve Output Register和Core Output Register。其间前者坐落BRAM内部,后者为CLB中的触发器。值得留意的是,在这里这两个触发器只支撑同步高有用复位。这两个触发器可大大下降时钟到输出的推迟,在高速规划中,这两个触发器都运用,运用之后读操作的latency会增大为3个时钟周期。

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  4.2. 装备为FIFO

  Block Memory中的BRAM还可装备为FIFO(同步或异步),一起供给专用的FIFO Logic用于生成FIFO的操控信号和状况信号。运用专用的FIFO Logic的FIFO称为build-in FIFO。Vivado供给了IP:FIFO Generator,即能够将BRAM装备为build-in FIFO,也能够选用CLB资源生成FIFO操控逻辑,并结合BRAM构成FIFO。

  

Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器

  关于7系列FPGA内部未运用的18KB BRAM,Vivado经过Power GaTIng技能不会对其进行初始化,然后能够有用下降功耗。

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