FPGA實(shí)現(xiàn)基于Vivado的BRAM IP核的使用

Xilinx公司的FPGA中有著很多的有用且對(duì)整個(gè)工程很有益處的IP核，比如數(shù)學(xué)類的IP核，數(shù)字信號(hào)處理使用的IP核，以及存儲(chǔ)類的IP核，本篇文章主要介紹BRAM IP核的使用。

BRAM是FPGA定制的RAM資源，有著較大的存儲(chǔ)空間，且在日常的工程中使用較為頻繁。BRAM以陣列的方式排布于FPGA的內(nèi)部，是FPGA實(shí)現(xiàn)各種存儲(chǔ)功能的主要部分，是真正的雙讀/寫(xiě)端口的同步的RAM。

本片文章是基于Vivado的 2017.1的版本，其他版本都大同小異。

首先在Vivado界面的右側(cè)選擇IP Catalog 選項(xiàng)。

然后就可以在IP 目錄中，選擇想要的IP核，此處在搜索框輸入BRAM，選擇我們要使用的BRAM IP核。

即最下方的Block Memory Generator，顧名思義，塊狀RAM。

我們常用的是單口BRAM，單口寫(xiě)，單口讀。可配置Memory Type 為Simple Dual Port RAM。如下圖所示：

其中Component Name 可以自定義自己所需要的模塊名稱。類型定義完成后，可以看到左側(cè)顯示的模塊端口，端口的使用后面再細(xì)說(shuō)。

設(shè)置完成后，開(kāi)始設(shè)置端口的位寬以及深度，選擇Port A Options選項(xiàng)，可以看到下面的界面。

Port A Width即位寬，也就是你存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的有多少位，Port A Depth即深度，也就是你要存多少個(gè)數(shù)據(jù)。端口A設(shè)置好后，還需要點(diǎn)擊Port B Options，點(diǎn)擊完進(jìn)入Port B Options選項(xiàng)后，系統(tǒng)會(huì)幫你自動(dòng)設(shè)置好端口B的寬度和深度，因?yàn)锽肯定是和A一樣的。

可以看到端口B也設(shè)置完成，同時(shí)在Port B Optional Output Registers有一個(gè)Primitives OutputRegisters選項(xiàng)。如果這個(gè)選項(xiàng)不勾上，那么正常的情況下，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)時(shí)鐘時(shí)候，送來(lái)地址，那么數(shù)據(jù)會(huì)在第二個(gè)時(shí)鐘取好送出RAM。但是當(dāng)勾上這個(gè)選項(xiàng)后，那么數(shù)據(jù)就會(huì)延遲兩個(gè)時(shí)鐘，在第三個(gè)時(shí)鐘送出。這是取數(shù)據(jù)情況下的時(shí)序。當(dāng)存數(shù)據(jù)時(shí)候，那么只需要地址和數(shù)據(jù)在同一個(gè)時(shí)鐘下即可。

當(dāng)我們?cè)谝话闶褂肦AM時(shí)候，如果需要事先存到RAM里的數(shù)據(jù)量不大，我們可以在Testbench里面寫(xiě)一下即可。但是如果數(shù)據(jù)量較大時(shí)，那么我們可以使用.coe文件事先將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到RAM 之中，如下圖所示。

在Other Options選項(xiàng)中，有一個(gè)Load Init File選項(xiàng)，即加載初始化文件，在這里勾上后，即可加載已存儲(chǔ)好數(shù)據(jù)的.coe文件。關(guān)于.coe文件的制作，網(wǎng)上有很多教程，在此不再贅述。然后點(diǎn)擊下方OK，然后再點(diǎn)擊彈出來(lái)的窗口的Generate即可生成BRAM 的IP核。

至此，常用情況下的BRAM的配置選項(xiàng)以及設(shè)置介紹完成。
編輯：hfy