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教學:FPGA存儲單元的四種調用方法

2022-10-21
來源:科學計算technomania
關鍵詞: 存儲單元 Xilinx XPM Vivado

  首先,什么是XPM?可能很多人沒聽過也沒用過,它的全稱是Xilinx Parameterized Macros,也就是Xilinx的參數化的宏,跟原語的例化和使用方式一樣。可以在Vivado中的Tools->Language Templates中查看都有哪些XPM可以例化。

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  從上圖中可以看出,目前可以例化的XPM主要有三種:跨時鐘域處理、FIFO和MEMORY。

  我們以MEMORY為例,在Vivado中可以通過下面四種方式調用FPGA中的存儲單元,均可以選擇是Block RAM還是Distributed RAM.

  方法1:RTL代碼

  我們在定義一個memory變量后,可以在前面指定其資源類型:

  (*ram_style = “block” *)reg [3:0] mem_bram [15:0] ;

  (*ram_style = “distributed” *)reg [3:0] mem_dram [15:0] ;

  使用RTL代碼的方式非常靈活,但由于少了很多的控制項,綜合后的結果可能不是最優的。

  方法2:原語(PrimiTIve)

  使用原語也可以例化MEMORY,但沒見幾個工程師這么用過,因為接口實在太多了,所以實用性不高。

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  方法3:IP Core

  這種方式應該是使用最多的,但缺點也很明顯:

  當修改參數時需要重新打開IP,然后Generate;

  不同版本的Vivado之間還需要進行Update;

  有時沒注意到IP中的參數,導致結果并不是自己想要的;

  最近在調試中就碰到這樣一個問題,FIFO中的默認輸出延遲是1,即輸出數據比讀使能晚一拍,而且Output Registers默認是不勾選的。但這個選項不知道什么時候被改了,導致程序最終的輸出結果一直有問題,在debug時一直檢查的是RTL代碼,直到定位到FIFO模塊時才發現了這個問題。如果此時我們使用的是XPM,那從代碼中很容易就能看出來錯誤。

  方法4:XPM_MEMORY

  相對而言,XPM的缺點就不是很明顯,純代碼例化的方式更加靈活、簡單。



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