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Volume 1 :Chapter 2. Cyclone V器件中的嵌入式存储器模块2
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Cyclone V器件中的嵌入式存储器性能表2-1: Cyclone V器件中的嵌入式存储器性能和分布成员代码器件系列模块数模块数:copyright: 2013 Altera C
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2
Cyclone V器件中的嵌入式存储器模块
2013.05.06
CV-52002
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器件中的嵌入式存储器模块具有高度灵活性, 并能够根据您的设计要求提供最佳数量的小型或大
型存储器阵列。
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Cyclone V器件手册:已知问题
列出了 Cyclone V器件手册章节的计划更新。
嵌入式存储器类型:
Cyclone V器件包含两种类型的存储器模块:
• 10KbM10K模块—专用存储器资源的模块。M10K模块最适用于较大的存储器阵列,并提供大量
独立端口。
• 640bit存储器逻辑阵列模块(MLAB)—由多功能逻辑阵列模块(LAB)配置而成的存储器逻辑阵列。
MLAB最适用于宽而浅的存储器阵列。MLAB被优化以实现数字信号处理(DSP)应用的移位寄存
器,宽浅FIFO缓存和滤波延迟线。每个MLAB由10个自适应逻辑模块(ALM)组成。在CycloneV器
件中,这些ALM可配置成10个32 x 2模块,从而每个MLAB可实现一个32 x 20简单双端口SRAM模
块。
Cyclone V器件中的嵌入式存储器性能
表2-1: Cyclone V器件中的嵌入式存储器性能和分布
总RAM位数(Kb)
MLABM10K
成员代码器件系列 RAM Bit(Kb)模块数RAM Bit(Kb)模块数
1,9561963141,760176A2
Cyclone V E
3,3833034853,080308A4
4,8844246794,460446A5
7,69683613386,860686A7
13,9171,717274812,2001,220A9
ISO
9001:2008
Registered
©
2013 Altera Corporation. All rights reserved. ALTERA, ARRIA, CYCLONE, HARDCOPY, MAX, MEGACORE, NIOS, QUARTUS and STRATIX words
and logos are trademarks of Altera Corporation and registered in the U.S. Patent and Trademark Office and in other countries. All other
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www.altera.com/common/legal.html. Altera warrants performance of its semiconductor products to current specifications in accordance with
Altera's standard warranty, but reserves the right to make changes to any products and services at any time without notice. Altera assumes
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information and before placing orders for products or services.
www.altera.com
101 Innovation Drive, San Jose, CA 95134
总RAM位数(Kb)
MLABM10K
成员代码器件系列 RAM Bit(Kb)模块数RAM Bit(Kb)模块数
1,3491592551,190119C3
Cyclone V GX
2,7952954722,500250C4
4,8844246794,460446C5
7,69683613386,860686C7
13,9171,717274812,2001,220C9
4,8844246794,460446D5
Cyclone V GT 7,69683613386,860686D7
13,9171,717274812,2001,220D9
1,5381382211,400140A2
Cyclone V SE
2,4602313702,700270A4
4,4504807683,970397A5
5,7616219945,570557A6
1,5381382211,400140C2
Cyclone V SX
2,4602313702,700270C4
4,4504807683,970397C5
5,7616219945,570557C6
4,4504807683,970397D5
Cyclone V ST
5,7616219945,570557D6
Cyclone V器件的嵌入式存储器设计指南
为了确保您的设计成功, 需要特别注意几方面。 除非另有说明,这些设计指南适用于此器件系列
的所有类型。
指南:存储器模块选择
QuartusII根据用户存储器设计的速度与大小,来自动划分实现时存储器模块的数量与配置。例如,
为提高设计性能, Quartus II可能将由1块RAM实现的存储器设计,扩展为由多块RAM来实现。
使用MegaWizard
™
Plug-In Manager中的RAM megafunction可手动配置RAM模块实现的大小。
对于存储器逻辑阵列模块(MLAB),QuartusII会通过使用普通逻辑资源来模拟实现single-port SRAM。
模拟过程会使用最少的额外逻辑资源来实现。
由于MLAB的复用体系结构,MLAB中仅有数据输入寄存器和输出寄存器。MLAB 从ALM中获得读
地址寄存器。然而,写地址和读数据寄存器是在MLAB内部的。
Cyclone V器件中的嵌入式存储器模块
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CV-52002
Cyclone V器件的嵌入式存储器设计指南
2-2
2013.05.06
指南:实现外部冲突解决
在真双端口RAM模式中可以对同一存储器位置执行两个写操作。然而,存储器模块内部没有针对同
时对同一地址执行两个写操作的冲突解决电路。要避免在这种情况下写入未知数据, 就需要从存储
器模块的外部实现冲突解决逻辑。
指南: 定制Read-During-Write行为
定制存储器模块的read-during-write行为以满足您的设计要求。
图2-1: Read-During-Write数据流程
此图显示了两种类型的read-during-write操作—相同端口(same port)和混合端口(mixed port)之间的
差异。
Port A
data in
Port B
data in
Port A
data out
Port B
data out
Mixed-port
data flow
Same-port
data flow
FPGA Device
相同端口Read-During-Write模式
相同端口Read-During-Write模式适用于单端口RAM或者真双端口RAM的同一端口。
表2-2: 相同端口Read-During-Write模式下嵌入式存储器模块的输出模式
此表列出了选择相同端口 read-during-write模式下嵌入式存储器模块时的可用输出模式。
说明存储器类型输出模式
在新数据写入的时钟周期上升沿,输出数据亦为
这一新数据。
M10K"new data"
(直通)
RAM在read-during-write状态下输出"don't
care"值。
M10K, MLAB"don't care"
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Cyclone V器件中的嵌入式存储器模块
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2-3
指南:实现外部冲突解决
CV-52002
2013.05.06
图2-2: 相同端口Read-During-Write: New Data模式
此图显示了“new data”模式下相同端口read- during- write行为的采样功能波形。
clk_a
address
rden
wren
byteena
data_a
q_a (asynch)
A123
B456
C789
DDDD EEEE FFFF
A123 B456 C789 DDDD EEEE FFFF
0A 0B
11
混合端口Read-During-Write模式
混合端口read-during-write模式应用于简单和真双端口RAM模式, 两个端口使用同一时钟对同一存储
器地址执行读写操作, 一个端口读数据, 一个端口写数据。
表2-3: 混合端口Read-During-Write模式中的RAM输出模式
说明存储器类型输出模式
对不同端口的read-during-write操作会导致MLAB寄存输出在
数据被写入到MLAB存储器后的下一个时钟上升沿显示为
“new data”。
仅当输出被寄存时才可使用此模式。
MLAB"new data"
对不同端口的read-during-write操作会导致RAM输出端在相
应地址上显示“old data”值。
对于MLAB,仅当输出被寄存时才可使用此模式。
M10K, MLAB"old data"
RAM输出“don’t care”或者“unknown”值。
• 对于 M10K存储器, Quartus II软件不分析读写操作之间的
时序。
• 对于MLAB, 默认情况下Quartus II软件分析读写操作之间
的时序。要禁用此行为,需要开启 Do not analyze the timing
between write and read operation. Metastability issues are
prevented by never writing and reading at the same address
at the same time选项。
M10K, MLAB"don't care"
RAM输出“don’t care”或“unknown”值。Quartus II软件
分析MLAB中的读写操作之间的时序。
MLAB"constrained don't
care"
Cyclone V器件中的嵌入式存储器模块
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混合端口Read-During-Write模式
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2013.05.06
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