Xilinx A7芯片内部独立于逻辑单元的专用存储器.docx
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Xilinx A7芯片内部的专用存储器主要集中在Block Memory,这是一种独立于逻辑单元的硬件实现的内存资源。Block Memory,通常以RAMB36E1的形式存在,每个大小为36KB,由两个18KBBRAM(RAMB18E1)组成,可以灵活配置以满足不同需求。例如,它可以配置成36KB的BRAM、36KB的FIFO、两个18KB的BRAM或者一个18KB的BRAM和一个18KB的FIFO。需要注意的是,由于FIFOLogic结构的限制,每个BlockMemory只能配置一个FIFO。 BRAM(Block RAM)和DRAM(Distributed RAM)是FPGA中两种主要的内存类型。BRAM提供更大的存储空间,且功能更强大,但需要时钟支持。相比之下,DRAM是通过SLICE组合而成,可以实现无时钟的纯组合逻辑读取,但需要更多的LUT资源来实现大容量存储。在选择使用时,通常根据设计的需求和资源冗余度来决定,大容量存储推荐使用BRAM,小容量零星存储则使用DRAM。 BlockMemory在配置为RAM时,有三种工作模式:读优先、写优先和保持模式。这三种模式处理同一地址的读写冲突方式不同,读优先模式在读写冲突时保持原数据,写优先模式会读出新写入的数据,保持模式则维持之前读出的数据不变。 在Vivado工具中,可以通过IP Catalog创建BlockMemoryGenerator,用于生成RAM或ROM。在配置过程中,可以设定OutputRegisters,选择PrimitiveOutputRegister或CoreOutputRegister。这两个触发器分别位于BRAM内部和CLB中,支持同步高有效复位,可以降低时钟到输出的延迟,但增加读操作的延迟至3个时钟周期。 此外,BlockMemory还可以配置为FIFO,提供专用的FIFOLogic来生成控制和状态信号。Vivado提供了内置的FIFOGenerator,允许用户将BRAM配置为内置FIFO,或者利用CLB资源构建自定义的FIFO控制逻辑。对于7系列FPGA中未使用的18KBBRAM,Vivado通过PowerGating技术降低功耗,不对其进行初始化。 总的来说,Xilinx A7芯片的BlockMemory是设计者在实现高效能、大容量存储功能时的重要资源,其灵活性和多种配置选项使其在各种应用场景中都能发挥重要作用。理解并熟练掌握BRAM和DRAM的特性以及BlockMemory的配置方法,对于优化FPGA设计和提升系统性能至关重要。
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