FPGA学习:分布式RAM和Block ram

时间:2025-09-17  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

在选择工业软管时,规格和尺寸是非常重要的因素。不同的应用场景对软管的要求各异,因此了解其规格尺寸有助于选购合适的产品。一般而言,工业软管的直径从几毫米到几百毫米...
2022-04-23 00:00:00

贴片电阻上的010代表其阻值为10Ω(欧姆)。 贴片电阻通常使用三位数字来表示阻值,其中前两位数字代表有效数字,第三位数字代表10的幂次方。 以010为例,01...
2024-11-29 10:25:33

假如给定FPGA内的时钟没有正确运行,那么我们多片FPGA系统的整体将不能同时启动,这将有可能是致命的。我们还必须确保所有FPGA主时钟在释放复位之前都在运行...
2023-05-22 09:21:00

贴片电阻上的310并非尺寸,而是表示其阻值。采用三位数字表示法,其中前两位数字31是有效数字,最后一位数字0表示在其后加0个0。因此,310代表的阻值是31Ω。...
2024-11-29 10:26:18

肖特基二极管是特殊类型的二极管,低正向压降和快速开关特性而广受欢迎。在电子电路中发挥着重要作用,尤其是在电源管理和信号处理领域。本文将深入探讨肖特基二极管的作用...
2025-04-07 00:31:41

贴片电阻5k6是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电路中。 「5k6」表示其阻值为5.6千欧姆,「贴片」指的是其表面贴装的封装形式,可以直接焊接在电路板上,体积...
2024-11-26 11:29:22


电路中,电流和电阻之间存在着密切的关系。根据欧姆定律,电流(I)等于电压(V)除以电阻(R),即 I = V / R。当电路中的电阻变大时,电流会发生怎样的变化...
2025-04-15 18:30:06

贴片电阻体积小巧,上面的数字编码代表阻值。学会读懂这些编码,对于电子爱好者和专业人士都至关重要。常见的贴片电阻采用三位数或四位数编码。三位数编码的解读方式是:前...
2025-04-14 15:02:17

以太网供电 (PoE) 是一种方便的技术,允许通过一根网络电缆同时传输数据和电力。 这意味着您无需为设备(如安全摄像头、无线接入点或 VoIP 电话)单独布设电...
2024-02-26 00:00:00