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  • FPGA设计中,存储器是必不可少的。FPGA中常见的存储器件有RAM以及FIFO,RAM又可细分为单端口RAM、伪双端口RAM和双端口RAM。现重点将其进行比较,讨论其异同、联系、以及应用场合

    FPGA设计中,存储器是必不可少的。FPGA中常见的存储器件有RAM以及FIFO,RAM又可细分为单端口RAM、伪双端口RAM和双端口RAM。之前对其基本概念与使用已经进行了介绍,现在只重点将他们进行比较:

    目录

    一、比较

    二、FIFO与RAM联系:

    三、应用场合:

    四、参考文献:


    一、比较

    单端口RAM:对应IP核中的Single-Port RAM,只有一组控制信号线、地址线和数据线,不能同时读写,某时刻只能在控制信号作用下作为数据输入或输出的一种;

    双端口RAM:对应IP核中的Dual-Port RAM,有两组独立的控制信号线、地址线和数据线,两组之间互不影响,允许两个独立的系统同时对其进行随机性的访问。即共享式多端口存储器,可以同时读写;

    伪双端口RAM:对应IP核中的Simple Dual-Port RAM,一个端口只读,一个端口只写;

    注意:双端口RAM同时对同一地址进行读写时,会出现仲裁;

    FIFO:先进先出数据缓冲器,也是一个端口只读,另一个端口只写。但是FIFO与伪双口RAM的不同,FIFO为先入先出,没有地址线,不能对存储单元寻址;而伪双口RAM两个端口都有地址线,可以对存储单元寻址。

    二、FIFO与RAM联系:

    如FIFO实现专题所述,FIFO既可以利用寄存器实现,也可以使用RAM实现;

    实际上,规模较大的FIFO一般都是用RAM实现的(规模特别小的FIFO才会使用寄存器实现)。

    三、应用场合:

    FIFO常用于数据传输缓存,避免数据丢失,如跨时钟域的数据传输就需要用到异步FIFO。
    RAM常用于暂存指令或中间数据,指令cache和数据cache就由RAM来实现。

    四、参考文献:

    双口RAM存储器

    FIFO、单口RAM、双口RAM的区别

    单口RAM、伪双口RAM、双口RAM与FIFO的区别

    Xilinx官方文档 LogiCORE IP Distributed Memory Generator v7.2
     

     

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  • 双端口RAM 对应IP核中的Dual-Port RAM,有两组独立的控制信号线、地址线和数据线,两组之间互不影响,允许两个独立的系统同时对其进行随机性的访问。即共享式多端口存储器,可以同时读写(两个端口都可以进行读写...

    各储存器件介绍

    储存器件 说明
    单端口RAM 对应IP核中的Single-Port RAM,只有一组控制信号线、地址线和数据线,不能同时读写,某时刻只能在控制信号作用下作为数据输入或输出的一种
    双端口RAM 对应IP核中的Dual-Port RAM,有两组独立的控制信号线、地址线和数据线,两组之间互不影响,允许两个独立的系统同时对其进行随机性的访问。即共享式多端口存储器,可以同时读写(两个端口都可以进行读写操作
    注意:双端口RAM同时对同一地址进行读写时,会出现仲裁
    伪双端口RAM 对应IP核中的Simple Dual-Port RAM,一个端口只读,一个端口只写
    FIFO 先进先出数据缓冲器,也是一个端口只读,另一个端口只写。

    FIFO与RAM的区别

    虽然FIFO和RAM都是一个端口只读,另一个端口只写,但是有着以下区别:

    • FIFO:数据储存形式为先进先出,没有地址线,对储存单元进行寻址操作
    • RAM:每个端口都有地址线,可以对储存单元寻址

    -就是FIFO只能以特定的顺序去存储数据,不能通过寻址的方式去访问数据中的值,而RAM可以

    FIFO与RAM的联系

    FIFO既可以利用寄存器实现,也可以使用RAM实现
    实际上,规模较大的FIFO一般都是用RAM实现的(规模特别小的FIFO才会使用寄存器实现)

    应用场景

    • FIFO:常用于数据传输缓存,避免数据丢失,如跨时钟的数据传输就需要用到异步FIFO
    • RAM:常用于暂存指令或中间数据,指令cache和数据cache就有RAM来实现
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    这是关于双端口RAM的VHDL程序代码, nut_tpram --rtl 这是源代码 --sim 这是modelsim仿真目录
  • 双端口RAM:DUAL PORT RAM。两个端口进行独立的读写。端口模式可配置为 read+read, write+write, read+write 两个端口RAM:TWO PORT RAM。共用或独立的读写时钟,一个端口读,一个端口写。 2、占用资源 在ACTEL中,...

    1、定义

    双端口RAM:DUAL PORT RAM。两个端口进行独立的读写。端口模式可配置为 read+read, write+write, read+write

    两个端口RAM:TWO PORT RAM。共用或独立的读写时钟,一个端口读,一个端口写。

    2、占用资源

    在ACTEL中,对于要存储31个的24bit数据来说,调用双端口RAM和两个端口RAM所用资源不同。ACTEL的RAM使用两种类型的RAM:RAM4K9和RAM512*18。

    1)若是使用双端口RAM存储这31个数据,需要使用3个RAM资源模块,因为双端口RAM使用的是RAM4K9。

    2)若是使用两个端口RAM存储这31个数据,需要使用2个RAM资源模块,因为在这里两个端口RAM使用的是RAM512*18。

    3)双端口只能使用RAM4K9,而两个端口可以使用RAM4K9和RAM512*18。

    下图左边为两个端口RAM综合后的占用资源,右边为双端口RAM综合后的占用资源

     

    在这里,选择使用两个端口RAM进行数据存储,实例化后的两个端口RAM如下图所示:

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/lmeqs/p/4236094.html

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  • 双端口RAM的VHDL实现

    2021-03-05 16:48:38
    这是关于伪双端口RAM的VHDL程序代码, nut_tpram --rtl 这是源代码 --sim 这是modelsim仿真目录
  • 本资源接收了Alter的双端口ram的读写时序,并给出了实例,详细介绍链接:https://blog.csdn.net/chengfengwenalan/article/details/87369141
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    双端口RAM和多模块存储器

    一、双端口RAM

    1. 定义:双端口RAM是指同一个存储器有左右两个独立的端口,分别具有两组相互独立的地址线、数据线和读写控制线,允许两个独立的控制器同时异步地访问存储单元。
    2. 缺陷:当两个端口的地址不相同时,在两个端口上进行读写操作一定不会发生冲突。两个端口同时存取存储器的同一地址单元时,会因数据冲突造成数据存储或读取错误。两个端口对同一主存操作有以下4种情况:

    (1)两个端口不同时对同一地址单元存取数据;
    (2)两个端口同时对同一地址单元读出数据;
    (3)两个端口同时对同一地址单元写入数据;
    (4)两个端口同时对同一地址单元操作,一个写入数据,另一个读出数据。
    【注】(1)(2)不会出现错误,(3)会出现写入错误,(4)会出现读出错误。
    解决方法:由逻辑判断决定暂时关闭一个端口,未被关闭的端口正常访问,被关闭的端口延长一个很短的时间段后再访问。

    二、多模块存储器

    1.单体多字存储器

    特点:只有一个存储体,每个存储单元存储m个字,总线宽度为m个字,增大了存储器的带宽,提高了单体存储器的工作速度。
    缺点:指令和数据在主存内必须是连续存放的,一旦遇到转移指令,或操作数不能连续存放,这种方法的效果就不明显。

    2.多体并行存储器

    特点:多体并行存储器由多体模块组成,每个模块都有相同的容量和存取速度,各模块都有独立的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器。它们既能并行工作,又能交叉工作。

    多体并行存储器可以分为高位交叉编址(顺序方式)和低位交叉编址(交叉方式)两种。
    (1)高位交叉编址:高位地址表示体号,低位地址为体内地址。

    缺点:CPU总是按顺序访问存储模块,存储模块不能被并行访问,因而不能提高存储器的吞吐率。
    【注】模块内的地址是连续的,存取方式仍是串行存取,因此这种存储器仍是顺序存储器.

    (2)低位交叉编址:低位地址表示体号,高位地址为体内地址。

    低位交叉编址方式下,总是把高位的体内地址送到由低位体号确定的模块内进行译码。程序连续存放在相邻模块中,因此称采用此编址方式的存储器称为交叉存储器,采用低位交叉编址后,可在不改变每个模块存取周期的前提下,采用流水线的方式并行存取,提高存储器的带宽。

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    2012-05-17 17:02:07
    FPGA的双端口RAM的设计,学习xilinx的FPGA开发的好资料!
  • 双端口RAM是同一个存储器有左,右两个独立的端口,两组相互独立的地址线,数据线和读写控制线,允许两个独立的控制器同时异步地访问存储单元。但两个端口同时存取存储器的同一地址单元时,会因数据冲突造成数据存储...
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