FPGA19 嵌入式RAM之双端口RAM 使用和测试

快来打我* 2022-09-02 13:46 282阅读 0赞

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# FPGA19 嵌入式RAM之双端口RAM 使用和测试 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xqMTk4NjgxNzkwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

模块名称： dpram() IP Core

主要功能 ：调用内部的资源，实现数据的读/写功能

实验目的 ：了解这些芯片专用硬件资源的情况下，将其合理的应用到对应的系统中

FPGA 芯片的内部结构：

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RAM,随机存取序列

实验目的及现象：通过串口发送数据到FPGA 中，FPGA接收到数据后将数据存储在双口 ram 的一段连续空间中，通过Quartus 软件提供的In-System Memory Content Editor 工具查看RAM中接收到的数据。当需要时，按下按键0，则FPGA将 RAM中存储的数据通过串口发送出去。

知识点:  
1、Altera公司Cyclone lv系列器件的内部结构

2、存储器IP核的使用。

3、In-System Memory Content Editor 内存查看工具的使用。

4、后面实现【串口收发+按键+双口RAM组成的简易系统设计】

实现方式：

1、调用IP核，实现数据的存取

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创建IP核

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双口RAM配置：

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对双口RAM【类似与电脑的内存条空间】的 解释

1、针对上面的结构图，我们可以看到 几个信号线

data\[7:0\],表示的是即将写入的数据

wraddress \[4:0\]: 表示的是数据要写入或者说是数据要存入的地址

wren ： 表示数据写入使能信号

readdress\[4:0\] ： 表示读取数据的地址

q\[7:0 \]: 表示的是读取的该地址的数据。

clk : 时钟

2、如何使用双端口ram模块

① 一个读端口，一个写端口

②两个都是读/写端口

3、内存结构单元的大小

1、使用字节作为一个存取单

2、使用bit作为一个存取单元

ram 配置的类型

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对双口RAM【类似与电脑的内存条空间】的解释

1、选择开辟的8bit（我们在上一张配置的结果中选择的是一个字节）的内存大小，这里是选择了 256字节

2、使用不同的数据对应着不同的位宽

理解： 这个的话就类似与整体的数据大小（size）和address的分配的一种对应关系

由上述 256字节来说

假设我们使用 8位数据输入，那么address就是\[7:0\]的地址

那么，如果在输出端配置的是：

① 8位数据输出，即q\[7:0\] ,那么 rdaddress也是 \[7:0\]

②16位数据输出，即q\[15:0\]，那么 rdaddress就是\[6:0\]即可

也就是说，输入和输出是不一定都是相匹配的，可以根据自己的需求进行更改。

3、申请内存的分配的结构类型

默认选 auto（自动分配内存）， M9K 和LCs的还不太了解。

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1、第一个是时钟的配置

①选用单时钟

②读和写使用不同的时钟

③输入和输出使用不同的时钟

2、是否要创建读使能信号

下面的配置主要针对的是大于8位的位宽来进行配置的（暂时不管）

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-I4ieM4yd-1627981341805)(E:/Blog\_Template/source/\_posts/img/blog\_img/fpga/image-20210313170111959.png)\]][img-I4ieM4yd-1627981341805_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313170111959.png]

1、是否要使用寄存器（默认选择使用即可）

2、创建一个时钟使能信号（不用）

3、创建一个寄存器清零信号（暂时不用）

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5oD8uCV0-1627981341806)(E:/Blog\_Template/source/\_posts/img/blog\_img/fpga/image-20210313170507410.png)\]][img-5oD8uCV0-1627981341806_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313170507410.png]

本次我们使用的读和写数据使用的是同一个时钟，当我们同时在读和写同一个地址的数据的时候，我们需要认为此时q输出的数据是:

① 读取之前的数据

② 我不关心是之前的还是当前写入的（本次选用的是下面的方案）

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nyOZoKCW-1627981341806)(E:/Blog\_Template/source/\_posts/img/blog\_img/fpga/image-20210313170947943.png)\]][img-nyOZoKCW-1627981341806_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313170947943.png]

1、如何初始化你的内存（RAM）

① 让其保持空白

②使用mif文件对内存进行初始化

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QP7sUsBD-1627981341807)(E:/Blog\_Template/source/\_posts/img/blog\_img/fpga/image-20210313171158971.png)\]][img-QP7sUsBD-1627981341807_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313171158971.png]

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sGRhhUS5-1627981341808)(E:/Blog\_Template/source/\_posts/img/blog\_img/fpga/image-20210313171226146.png)\]][img-sGRhhUS5-1627981341808_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313171226146.png]

直接finish 。

本实验主要是熟悉和了解ram的使用：

以下是个人总结：

1、了解ram，其实ram就是我们说的内存，但是在我们实现的时候，就是要对内存执行【读/写】两个操作。

我们一般来说，写操作就是将输入写入到指定的地址中，【读】操作就是将存在在某个地址的数据读取出来。

生活实例：

这个可以理解为我们图书馆里面的书架，每个格子里面都可以存放书本（注：是任意或者非固定目标的书本），然后每个格子里面也各有标号。当我们需要读取的时候，只要对对应的格子编号，就可以找我我们要的书。

这个和ram是类似的，也就是说，地址里面的数据是可以根据自己的想法来改变的。

dpram\_tb.v 文件

`timescale 1ns/1ns
    
    `define clk_period 20
    
    module dpram_tb;
    
    	reg clock;
    	reg [7:0]data;
    	reg [7:0]rdaddress;
    	reg [7:0]wraddress;
    	reg wren;
    	
    	wire [7:0]q;
    	
    	integer i;
    	
    	dpram dpram0(
    		.clock(clock),
    		.data(data),
    		.rdaddress(rdaddress),
    		.wraddress(wraddress),
    		.wren(wren),
    		.q(q)
    	);
    	
    	initial clock = 1;
    	always#(`clk_period/2)clock = ~clock;
    	
    	initial begin
    		data = 0;
    		rdaddress = 30;
    		wraddress = 0;
    		wren = 0;
    		#(`clk_period*20 +1 );
    		for (i=0;i<=15;i=i+1)begin
    			wren = 1;
    			data = 255 - i;
    			wraddress = i;
    			#`clk_period;
    		end
    		wren = 0;
    		#(`clk_period*20);
    		for (i=0;i<=15;i=i+1)begin
    			rdaddress = i;
    			#`clk_period;
    		end
    		#(`clk_period*20);
    		$stop;	
    	end
    
    endmodule

[img-t93Mpr2Y-1627401356069_FPGA 09 _.assets_test.png]: /images/20220829/dc5d8c4ddd17475889ea1798449335de.png
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[img-f6qRntvD-1627981341795_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313155153023.png]: /images/20220829/1d2f6b2324bd4020a39e0108cdb860fb.png
[img-KXaT4V1n-1627981341798_E_Blog_Template_source_posts_img_blog_img_fpga_image-20210313160533804.png]: /images/20220829/822badd81295439b9e3140e97f590984.png
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