FPGA学习:分布式RAM和Block ram

时间:2025-11-02  作者:Diven  阅读:0

以下分析基于xilinx 7系列

FPGA学习:分布式RAM和Block ram

CLB是xilinx基本逻辑单元,每个CLB包含两个slICes,每个slICes由4个(A,B,C,D)6输入LUT和8个寄存器组成。

同一CLB中的两片slices没有直接的线路连接,分属于两个不同的列。每列拥有独立的快速进位链资源。

slice分为两种类型 SLICEL, SLICEM 。 SLICEL可用于产生逻辑,算术,ROM。 SLICEM除以上作用外还可配置成分布式RAM或32位的移位寄存器。每个CLB可包含两个SLICEL或者一个SLICEL与一个SLICEM.

7系列的LUT包含6个输入 A1 -A6 , 两个输出 O5 , O6 。

可配置成6输入查找表,O6此时作为输出。或者两个5输入的查找表,A1-A5作为输入 A6拉高,O5,O6作为输出。

一个LUT包含6个输入,逻辑容量为2^6bit,为实现7输入逻辑需要2^7容量,对于更多输入也一样。每个SLICES有4个LUT,256bit容量能够实现最多8bit输入的逻辑。为了实现此功能,每个SLICES还包括3个MUX(多路选择器)

F7AMUX 用于产生7输入的逻辑功能,用于连接A,B两个LUT

F7BMUX 用于产生7输入的逻辑功能, 用于连接C,D两个LUT

F8MUX 用于产生8输入的逻辑功能, 用于连接4个LUT

对于大于8输入的逻辑需要使用多个SLICES, 会增加逻辑实现的延时。

一个SLICES中的4个寄存器可以连接LUT或者MUX的输出,或者被直接旁路不连接任何逻辑资源。寄存器的置位/复位端为高电平有效。只有CLK端能被设置为两个极性,其输入若要改变电平需要插入逻辑资源。例如低电平复位需要额外的逻辑资源将rst端输入取反。但设为上升/下降沿触发寄存器不会带来额外消耗。

分布式RAM

SLICEM可以配置成分布式RAM,一个SLICEM可以配置成以下容量的RAM

多bit的情况需要增加相应倍数的LUT进行并联。

分布式RAM和 BLOCK RAM的选择遵循以下方法:

1. 小于或等于64bit容量的的都用分布式实现

2. 深度在64~128之间的,若无额外的block可用分布式RAM。要求异步读取就使用分布式RAM。数据宽度大于16时用block ram。

3. 分布式RAM有比block ram更好的时序性能。 分布式RAM在逻辑资源CLB中。而BLOCK RAM则在专门的存储器列中,会产生较大的布线延迟,布局也受制约。

移位寄存器(SLICEM)

SLICEM中的LUT能在不使用触发器的情况下设置成32bit的移位寄存器,4个LUT可级联成128bit的移位寄存器。并且能够进行SLICEM间的级联形成更大规模的移位寄存器。

MUX

一个LUT可配置成4:1MUX.

两个LUT可配置成最多8:1 MUX

四个LUT可配置成16个MUX

同样可以通过连接多个SLICES达成更大规模设计,但是由于SLICE没有直接连线,需要使用布线资源,会增加较大延迟。

进位链

每个SLICE有4bit的进位链。每bit都由一个进位MUX(MUXCY)和一个异或门组成,可在实现加法/减法器时生成进位逻辑。该MUXCY与XOR也可用于产生一般逻辑。

猜您喜欢

贴片排阻因其体积小、性能稳定、安装便捷而被应用于各种电子设备中。作为国内知名的电子元器件品牌,冠佐(SUSCON)贴片排阻优良的品质和多样的参数选择,赢得了广大...
2020-10-21 06:29:36

瓷片电容是常见电容器。的外观一般为圆柱形或矩形。用于电子设备中。了解瓷片电容很重要。本文将详细介绍瓷片电容的特性和应用。瓷片电容的定义瓷片电容是利用陶瓷材料做绝...
2025-03-19 19:30:09

现代科技的发展中,摄像头作为监控、拍摄的重要设备,应用于家庭、商业和公共场所。其中,光敏电阻作为摄像头的重要组成部分,起着非常重要的作用。很多人对光敏电阻的工作...
2025-04-15 22:00:45

现代电子设备中,连接器的作用非常重要。TERMINAL_9.8X20MM_TM是一款广泛应用于各类设备中的连接器,因其卓越的性能和可靠性而受到青睐。本文将深入探...
2025-03-04 19:50:30

监控专用电源中常见的7脚芯片型号种类繁多,并没有一个统一的型号。要确定具体型号,需要结合电源的品牌、规格和输出功率等信息进行判断。本文将为您介绍一些常见的7脚芯...
2024-08-16 00:00:00

纸杯是常见的饮品容器,按照不同的用途和材料,可以分为多种分类。按用途来看,纸杯可分为热饮杯和冷饮杯。热饮杯通常采用双层设计,能够有效保温,适合盛装咖啡、热茶等;...
2008-02-28 00:00:00

可调电容是电子电路中一个重要部件。能根据需要调节电容值,以满足不同电路的需求。本文将探讨可调电容的实现方式,帮助大家更好地理解。机械调节方式机械调节方式是传统方...
2025-03-25 08:00:02

在电子电路中,你经常会看到贴片电阻上标着「470」这样的数字。它可不是随便写上去的,而是代表着这个电阻的阻值大小。那么,「470」究竟代表多少欧姆呢?其实很简单...
2024-11-26 11:29:54

PAP防水卷材是应用于建筑防水工程的材料,其规格尺寸直接影响到施工效果和防水性能。一般而言,PAP防水卷材的标准宽度为1米,长度通常为20米,但也可以根据项目需...
2014-10-20 00:00:00

馈电绝缘子和射频绝缘子是电力系统中重要的组件,各自承担着不同的功能。馈电绝缘子主要用于电力线路中,承载电流并确保电流安全通过,同时防止电流泄漏到地面。其设计强调...
2008-12-03 00:00:00