FPGA入门学习—BRAM IP的使用（简单双端口Simple Dual Port RAM）

FPGA入门学习—BRAM IP的使用（简单双端口Simple Dual Port RAM）：

1. 1、BRAM大小的计算：
   宽度18bit * 深度1024 = 18KBit（1个18K BRAM） 注：位宽不足18或深度不足1024，按照一个18K BRAM计算
   宽度36bit * 深度1024 = 36KBit（1个36K BRAM）
   地址位宽：ceil(log2(Depth))

2. 2、BRAM IP的配置：
   在Vivado中选择 Block Memory Generator IP，按照需求对参数进行配置。（下面以数据宽度8Bit，深度1024为例）
   具体配置如下：
   Basic：

Port A Options：

Port B Options：
   

3. 3、BRAM 功能/时序分析：
   

addra[9:0]、addrb[9:0]：A、B端口写/读数据的地址
clka、clkb：A、B端口的时钟
dina：A端口写入的数据（输入）
ena、enb：A、B端口的使能信号，控制A、B端口的使能
wea：A端口写入的使能信号
dout：B端口读取的数据（输出）

4. 4、BRAM 读写设计：

注意第0拍时数据的存储，即地址自加要在使能信号有效后一拍开始。

module设计文件：

`timescale 1ns / 1ps
module test_bram(
	input clk,
	input rst_n
);
reg ena;
reg wea;
reg [9:0] addra;
reg enb;
reg [9:0] addrb;
//port A:clka,ena,wea,addra,dina
reg write_state;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        begin
            ena <= 0;
            wea <= 0;
            addra <= 0;
            write_state <= 0;
        end
    else
    	begin
    		case(write_state)
    			1'b0:begin ena <= 1;wea <= 1;write_state <= 1'b1; end
    			1'b1:begin ena <= 1;wea <= 1;addra <= addra + 1'd1; end
    			default:write_state <= 1'b1;
    		endcase
    	end
end
//read data port B:clkb,enb,addrb
reg read_state;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        begin
            enb <= 0;
            addrb <= 0;
            read_state <= 0;
        end
    else
    	begin
    		case(read_state)
    			1'b0:begin enb <= 1;read_state <= 1'b1; end
    			1'b1:begin enb <= 1;addrb <= addrb + 1'd1; end
    			default:read_state <= 1'b1;
    		endcase
    	end
end
wire [7:0]dina = addra[7:0];
wire [7:0]doutb;

blk_mem_gen_0 u_blk_mem_gen_0 (
  .clka(clk),    // input wire clka
  .ena(ena),      // input wire ena
  .wea(wea),      // input wire [0 : 0] wea
  .addra(addra),  // input wire [9 : 0] addra
  .dina(dina),    // input wire [7 : 0] dina
  .clkb(clk),    // input wire clkb
  .enb(enb),      // input wire enb
  .addrb(addrb),  // input wire [9 : 0] addrb
  .doutb(doutb)  // output wire [7 : 0] doutb
);

endmodule
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module仿真文件：

`timescale 1ns / 1ps
module tb_test_bram;
reg clk;
reg rst_n;
initial begin
clk = 0;
rst_n = 0;
#200; rst_n = 1;
end
always#50 clk = ~clk;
test_bram u_test_bram(
	.clk(clk),
	.rst_n(rst_n)
);
endmodule
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仿真波形图：

RTL分析原理图：


同时可以看到综合后使用了0.5个BRAM资源。（0.5个36K BRAM，即1个18K BRAM）

4. 5、BRAM 读写进一步设计：

设置输出寄存器,使得输出数据比正常晚一拍

设置输出寄存器后的波形图：

同时勾选Primitives Output Register 和Core Output Register，可以使得输出数据比正常延迟两拍，波形图如下：