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RAMB36SDP原语分析

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RAMB36SDP是一个大小为36Kb的简单双口Block RAM（SDP=Simple Dual-Port），它其实是Virtex-5系列FPGA的一个原语，Vivado里面并没有RAMB36SDP的语法模板，ISE中才有它的语法模板，如下图所示 RAMB36SDP原语的完整代码如下所示 //

RAMB36SDP是一个大小为36Kb的简单双口Block RAM（SDP=Simple Dual-Port），它其实是Virtex-5系列FPGA的一个原语，Vivado里面并没有RAMB36SDP的语法模板，ISE中才有它的语法模板，如下图所示

RAMB36SDP原语的完整代码如下所示

复制代码

// RAMB36SDP : In order to incorporate this function into the design,
// Verilog : the forllowing instance declaration needs to be placed
// instance : in the body of the design code. The instance name
// declaration : (RAMB36SDP_inst) and/or the port declarations within the
// code : parenthesis may be changed to properly reference and
// : connect this function to the design. All inputs
// : and outputs must be connected.
// <-----Cut code below this line---->
// RAMB36SDP: 72x512 Simple Dual-Port BlockRAM w/ ECC
// Virtex-5
// Xilinx HDL Language Template, version 14.7
RAMB36SDP #(
.SIM_MODE("SAFE"), // Simulation: "SAFE" vs. "FAST", see "Synthesis and Simulation Design Guide" for details
.DO_REG(0), // Optional output register (0 or 1)
.EN_ECC_READ("FALSE"), // Enable ECC decoder, "TRUE" or "FALSE" 
.EN_ECC_WRITE("FALSE"), // Enable ECC encoder, "TRUE" or "FALSE" 
.INIT(72'h000000000000000000), // Initial values on output port
.SIM_COLLISION_CHECK("ALL"), // Collision check enable "ALL", "WARNING_ONLY", 
// "GENERATE_X_ONLY" or "NONE" 
.SRVAL(72'h000000000000000000), // Set/Reset value for port output
// The forllowing INIT_xx declarations specify the initial contents of the RAM
.INIT_00(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_01(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_02(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_03(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_04(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_05(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_06(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_07(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_08(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_09(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_0F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_10(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_11(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_12(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_13(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_14(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_15(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_16(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_17(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_18(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_19(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_1F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_20(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_21(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_22(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_23(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_24(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_25(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_26(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_27(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_28(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_29(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_2F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_30(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_31(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_32(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_33(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_34(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_35(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_36(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_37(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_38(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_39(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_3F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_40(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_41(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_42(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_43(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_44(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_45(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_46(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_47(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_48(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_49(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_4F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_50(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_51(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_52(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_53(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_54(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_55(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_56(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_57(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_58(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_59(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_5F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_60(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_61(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_62(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_63(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_64(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_65(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_66(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_67(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_68(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_69(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_6F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_70(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_71(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_72(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_73(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_74(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_75(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_76(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_77(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_78(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_79(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7A(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7B(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7C(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7D(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7E(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
.INIT_7F(256'h0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000_0000000000000000),
// The next set of INITP_xx are for the parity bits
.INITP_00(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_01(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_02(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_03(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_04(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_05(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_06(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_07(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_08(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_09(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0A(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0B(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0C(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0D(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0E(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00),
.INITP_0F(256'h00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00_00)
) RAMB36SDP_inst (
.DBITERR(DBITERR), // 1-bit double bit error status output
.SBITERR(SBITERR), // 1-bit single bit error status output
.DO(DO), // 64-bit data output
.DOP(DOP), // 8-bit parity data output
.ECCPARITY(ECCPARITY), // 8-bit generated error correction parity
.RDCLK(RDCLK), // 1-bit read port clock
.RDEN(RDEN), // 1-bit read port enable
.REGCE(REGCE), // 1-bit register enable input
.SSR(SSR), // 1-bit synchronous output set/reset input
.WRCLK(WRCLK), // 1-bit write port clock
.WREN(WREN), // 1-bit write port enable
.WRADDR(WRADDR), // 9-bit write port address input
.RDADDR(RDADDR), // 9-bit read port address input
.DI(DI), // 64-bit data input
.DIP(DIP), // 8-bit parity data input
.WE(WE) // 8-bit write enable input
);
// End of RAMB36SDP_inst instantiation
复制代码
       每个36Kb简单双口块RAM（Simple dual-port block RAM）都能被配置为512x64（32Kb）大小的RAM和一个内置的汉明纠错编码（Hamming Error Correction）块，由于要用到汉明纠错编码，所以数据位宽需要多用到8-bit，这样数据位宽就被扩展到72-bit，当数据位宽为72-bit，深度为512时，RAM的大小刚好为36Kb（512 * 72 / 1024 = 36）,其中汉明纠错编码操作对用户是不可见的。每次写操作都会产生8-bit的保护位（原语中的ECCPARITY信号），这个8-bit的保护位在每次读操作的过程中可以用来纠正任何单比特的错误，或者检测（但不能纠正）任何双比特的错误。ECCPARITY输出信号没有可选的输出寄存器。原语中两个状态输出信号（SBITERR和DBITERR）的组合指示了三种可能的读操作结果：无错误（No Error），纠正了单比特错误（Signal Error Corrected）和检测到了双比特错误（Double Error Detected）。在读写操作的ECC（Error Correcting Code）模式均开启时（EN_ECC_READ = TRUE 并且 EN_ECC_WRITE = TRUE，EN_ECC_READ和EN_ECC_WRITE为原语的两个参数），读操作不能再存储器阵列中直接纠正错误，而只能把已经纠正完毕的数据输出给原语中的DO信号。ECC配置选项只有RAMB36SDP原语或FIFO36原语才支持。（此部分内容参考ug190的107页到155页）
       Block RAM的ECC（Error Correcting Code）结构如下图所示
       RAMB36SDP各个端口的定义如下表所示
 
端口名
 		 
方向
 		 
信号描述
 
 
DI[63:0]
 		 
Input
 		 
数据输入总线
 
 
DIP[7:0]
 		 
Input
 		 
数据输入奇偶校验总线
 
 
WRADDR[8:0]
 		 
Input
 		 
写地址总线
 
 
RDADDR[8:0]
 		 
Input
 		 
读地址总线
 
 
WREN
 		 
Input
 		 
写使能。当WREN=1时，数据将被写入存储器，当WREN=0，写操作不使能。
 
 
RDEN
 		 
Input
 		 
读使能。当RDEN=1时，数据将被从存储器读出，当RDEN=0，读操作不使能。
 
 
SSR
 		 
Input
 		 
同步设置/复位（Synchronous Set/Reset），这个信号用来复位输出寄存器的值为SRVAL，SRVAL是RAMB36SDP原语的一个参数。这个信号不会影响存储器存储单元的内容。
 
 
REGCE
 		 
Input
 		 
寄存器使能（Register Enable），端口输出寄存器使能信号。
 
 
WE[7:0]
 		 
Input
 		 
8位的字节写使能输入，由于输出数据总线为64-bit，一共为8个字节，所以字节写使能输入为8位，详细解释见表后的内容。
 
 
WRCLK
 		 
Input
 		 
写操作的时钟
 
 
RDCLK
 		 
Input
 		 
读操作的时钟
 
 
DO[63:0]
 		 
Output
 		 
数据输出总线
 
 
DOP[7:0]
 		 
Output
 		 
数据输出奇偶校验总线
 
 
SBITERR
 		 
Output
 		 
单比特错误（Signal Bit Error）状态
 
 
DBITERR
 		 
Output
 		 
双比特错误（Double Bit Error）状态
 
 
ECCPARITY
 		 
Output
 		 
ECC编码器输出数据总线
 
　　字节写使能（Byte-Writes）：（此部分内容参考pg058的第50页到51页）
　　当字节写使能功能打开时，WE总线的宽度为输入数据总线DI中包含的字节个数。例如，输入数据总线DI为64位，包含8个字节，所以WE总线的宽度为8。其中WE总线的最高位对于输入数据总线DI的最高位的字节，WE总线的最低位对于输入数据总线DI的最低位的字节，在写操作过程中，只有WE总线中为1的位对应的字节才能被写入存储器中，为0的位保持原来的值不变。
　　假设输入数据总线的宽度为24位，它包含3个字节，所以WE的宽度为3，下图是一个字节写使能开启时往RAM的0地址写入数据的时序图（假设RAM的初始值全部为0）
       由上图可知，当WEA（也就是上文的WE）为3’b011时，DINA数据24’hFF EE DD的后两个字节会写入存储器的0地址，而存储器0地址的最高字节保持00不变，所以第一次写操作完毕以后存储器0地址的数据为24’h00 EE DD；当WEA（也就是上文的WE）为3’b010时，DINA数据24’hCC BB AA的中间那个字节BB会写入存储器的0地址，而存储器0地址的最高字节和最低字节则保持前一次的00和DD值不变，所以第二次写操作完毕以后存储器0地址的数据为24’h00 BB DD。后面几次操作依次类推即可。

                    


                    


                    

                        

                            

                                知秋君
                            

                            

                                

                                    
                                        
                                    
                                

                            

                        

                    

                


                

        

        

            知秋君
        

        

            

                

                    知秋君
                

                

                                    

            

                        
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