FPGA逻辑资源评估之BRAM（以Xilinx为例）

        在FPGA逻辑设计时，需要参考所需逻辑资源对FPGA进行选型，其中一项就是对BRAM的评估，在这里以xilinx UltraSCALE+系列FPGA为例，对BRAM进行简单介绍。

        FPGA中RAM资源一般分为DRAM和BRAM两种，而Xilinx UltraSCALE+系列FPGA除了以上两种RAM之外，部分型号还包括UltraRAM。其中DRAM为Distributed RAM，是以FPGA中LUT（LUT in SLICEM）资源产生的，详细资料参考UG574：UltraScale ArchitectureConfigurable Logic Block User Guide；UltraRAM为一个时钟，两个端口（读写），同步读写，每个Block存储容量可达288Kb，一个时钟域可包含16个UltraRAM Blocks,而每个Block由4K x 7 、2 memory block组成，详细参考资料见UG573：UltraScale ArchitectureMemory Resources User Guide。

        本文主要对BRAM进行简单介绍，并给出BRAM资源评估的方法。BRAM的详细参考资料参考UG573：UltraScale ArchitectureMemory Resources User Guide。

        BRAM属于FPGA内嵌专用RAM，RAM块有较大的的存储空间，目前xilinx典型的BRAM有18Kbits和36Kbits。BRAM一定有时钟，DRAM可以是纯组合逻辑不用时钟，也可以增加一级reg使用时钟。BRAM读写端口可配，深度可配，多个BRAM block可组合级联，根据需要在允许范围内可以设置不同位宽不同深度（存储）的RAM块。

        例如：需要将一个文件先存入RAM中，在FPGA系统启动后读取RAM中的数据进行处理，coe文件中存储数据为10230个32bit位宽的数据，那么在IP核中RAM的设置位宽设置为32bit Width，Depth可设置为>10230，如果设置为10230，则RAM存储容量为32*10230=327360bits≈39.96KB，这也是数据的真实数据大小。配置完成后IP配置项显示使用36K BRAM共计10个Blocks，即10*36*1024=368640bits=45KB，这是由于一个Block块的大小为36Kb，根据IP配置的深度，所需RAM块的个数大于9小于10，故共需10个36K BRAM块。

        通常在配置BRAM时，可将设置深度比实际使用的大一些，留有一定裕量，一般根据情况灵活设置。