FPGA之RAM详解，真双口RAM的使用

真双口RAM IP练习

        真双口RAM可以说是灵活性最大的RAM IP核，因为它赋予了用户最大的设计空间，两个可以独立读写地址空间的端口，充分释放了FPGA程序设计上的可能。 但是实际上真双口RAM在工程项目中还是和单双口RAM一样使用频率比较低的，因为其太过灵活自由了，就导致了用户在设计程序的过程中，比较难以驾驭，最大的苦恼即来自于两个独立读写端口的不可避免的读写冲突，当然也有一些FPGA工程师单独做了一个相对复杂的读写状态机，在程序设计上可以规避读写冲突，但是笔者也和大部分朋友们一样，比较青睐于简单的设计方式，在大部分情况下简单的就是最好的，在保证设计效果的同时，兼顾代码的易读性和实用性可能是一名优秀的FPGA工程师必备技能。

       这里也设计一个简单的模块用以测试真双口RAM的各个输入信号接口的功能，本模块包含读写位宽均为8位，读写深度是256的真双口RAM，先通过端口A对0-31地址写入数据0-31，然后读0-31地址的数据，再通过端口B再对0-31地址写入数据32-63，然后读0-31地址的数据，如表1真双口RAM IP练习设计中的信号列表，如图1至图3，是对真双口RAM IP核的内存类型、端口AB的初始化配置。

      因为在IP核初始化时候选择的是写优先模式，所以当端口通过ram_din信号写入RAM的同时，ram_dout也会输出同样的写入数据，本模块的功能相对简单些，所以在这里笔者用了flag_sel信号量指示各个状态，而不再使用状态机去实现，简化了代码逻辑，当本模块收到了上游模块发来的ram_en使能信号，flag_sel由0置为1；接着当端口A完成了写入0-31地址的数据，且读完0-31的数据后，flag_sel由1置为2；最后当端口B完成了写入0-31地址的数据，且读完0-31的数据后，flag_sel由2置为0，完成整个对真双口RAM的模拟测试，整个代码设计不难理解，如图4是真双口RAM IP练习的代码设计。

表1 真双口RAM IP练习设计中的信号列表

    如图5真双口RAM IP核练习的输入信号激励设计，这里和单口RAM IP练习一样，只需要Testbench里给出模拟的ram_en使能信号即可。如图6所示是真双口RAM IP核练习的仿真结果，大家代入Modelsim后可以清楚地观察到，真双口RAM的两个端口均可以独立控制读写地址中的数据。

图1 真双口RAM IP核的内存类型配置

图2  真双口RAM IP核的端口A配置

图3 真双口RAM IP核的端口B配置

图4 真双口RAM IP练习的代码设计

图5 真双口RAM IP核练习的输入信号激励设计

图6 真双口RAM IP核练习的仿真结果