片内RAM读写测试实验

片内RAM读写测试实验

概念

RAM是FPGA中常用的基础模块，可广泛用于缓存数据的情况，同样它也是 ROM，FIFO 的基础。
官方已经提供了RAM的IP核进行例化即可。

读写时序（具体还是要看官方资料）：

过程

1. 创建工程
2. 在ip catalog里面搜索ram，选择Block Memory Generator，双击并进行设置即可。

代码

向RAM端口A写入一串连续数据，只写一次，并从端口B读出。

`timescale 1ns / 1ps 
// 
module ram_test( 
    input sys_clk_p, //system clock 200Mhz on board 
    input sys_clk_n, //system clock 200Mhz on board 
    input rst_n //复位信号，低电平有效 
    );
//----------------------------------------------------------- 
reg [8:0] w_addr; //RAM PORTA写地址 
reg [15:0] w_data; //RAM PORTA写数据 
reg wea; //RAM PORTA使能 
reg [8:0] r_addr; //RAM PORTB读地址 
wire [15:0] r_data; //RAM PORTB读数据

wire clk ;
IBUFDS IBUFDS_inst ( 
.O(clk), // Buffer output 
.I(sys_clk_p), // Diff_p buffer input (connect directly to top-level port) 
.IB(sys_clk_n) // Diff_n buffer input (connect directly to top-level port) 
);
//产生RAM PORTB读地址 
always @(posedge clk or negedge rst_n) 
begin 
    if(!rst_n)
        r_addr <= 9'd0; 
    else if (|w_addr) //w_addr位或，不等于0 
        r_addr <= r_addr+1'b1; 
    else 
        r_addr <= 9'd0; 
end


//产生RAM PORTA写使能信号 
always@(posedge clk or negedge rst_n) 
begin 
if(!rst_n)  
    wea <= 1'b0; 
else 
    begin 
    if(&w_addr) //w_addr的bit位全为1，共写入512个数据，写入完成 
        wea <= 1'b0; 
    else 
        wea <= 1'b1; //ram写使能 
    end 
end


//产生RAM PORTA写入的地址及数据 
always@(posedge clk or negedge rst_n) 
begin 
    if(!rst_n) 
        begin 
        w_addr <= 9'd0; 
        w_data <= 16'd1; 
        end 
    else 
        begin 
        if(wea) //ram写使能有效 
            begin 
            if (&w_addr) //w_addr的bit位全为1，共写入512个数据，写入完成 
                begin 
                w_addr <= w_addr ; //将地址和数据的值保持住，只写一次RAM 
                w_data <= w_data ; 
                end 
            else 
                begin 
                w_addr <= w_addr + 1'b1; 
                w_data <= w_data + 1'b1; 
                end 
            end 
        end 
end

//实例化RAM 
ram_ip ram_ip_inst ( 
    .clka (clk ), // input clka 
    .wea (wea ), // input [0 : 0] wea 
    .addra (w_addr ), // input [8 : 0] addra 
    .dina (w_data ), // input [15 : 0] dina 	
    .clkb (clk ), // input clkb 
    .addrb (r_addr ), // input [8 : 0] addrb 
    .doutb (r_data ) // output [15 : 0] doutb 
);

//实例化ila逻辑分析仪 
ila_0 ila_0_inst ( 
    .clk (clk ), 
    .probe0 (r_data ), 
    .probe1 (r_addr ) 
);

endmodule

`timescale 1ns / 1ps
//

module vtf_ram_test;
// Inputs 
reg sys_clk_p; 
reg rst_n ; 
wire sys_clk_n; 

ram_test uut(
    .sys_clk_p(sys_clk_p), 
    .sys_clk_n(sys_clk_n), 
    .rst_n(rst_n)
    );

initial 
begin 
    // Initialize Inputs 
    sys_clk_p = 0; 
    rst_n = 0; 
    // Wait for global reset to finish 
    #1000;  
    rst_n = 1; 
end 

//Create clock 
always #2.5 sys_clk_p = ~ sys_clk_p; assign sys_clk_n = ~sys_clk_p ; 

endmodule

仿真

在线仿真

仿真的话，可以把写入的值和读出的值均抓出来。

上板验证

代码中只抓取了读取数据的端口，通过读取数据验证是否正确。

总结

通过控制ram的时钟，地址，数据，使能端口，根据读取和写入时序进行数据的读取。

参考资料

1. https://docs.xilinx.com/v/u/en-US/pg058-blk-mem-gen