Vivado -RAM - 技术栈

ip_ram

定义了一个名为ip_ram的模块，该模块具有以下端口：

sys_clk：系统时钟输入。

sys_rst_n：系统复位输入。

cpp 复制代码

module ip_ram(
input sys_clk,
input sys_rst_n
    );

wire       ram_en                    ;
wire       ram_wea                   ;
wire [4:0] ram_addr                  ;
wire [7:0] ram_wr_data               ;
wire [7:0] ram_rd_data               ;

ram_rw模块包含了RAM的读写逻辑，其输入输出信号如下：

clk：时钟输入。

rst：复位输入。

ram_en：RAM使能信号。

ram_wea：RAM写使能信号。

ram_addr：RAM地址信号。

ram_wr_data：RAM写入数据信号。

ram_rd_data：RAM读出数据信号。

cpp 复制代码

ram_rw ram_rw_u(
.clk        (sys_clk),
.rst        (sys_rst_n),                
.ram_en     (ram_en),    
.ram_wea    (ram_wea),   
.ram_addr   (ram_addr),  
.ram_wr_data(ram_wr_data),
.ram_rd_data(ram_rd_data)
);

blk_mem_gen_0模块则是一个具有标准接口的内存生成器模块，其端口包括：

clka：时钟输入。

ena：内存使能信号。

wea：内存写使能信号。

addra：内存地址信号。

dina：写入内存的数据信号。

douta：从内存读出的数据信号。

cpp 复制代码

blk_mem_gen_0 your_instance_name (
  .clka(sys_clk),    // input wire clka
  .ena(ram_en),      // input wire ena
  .wea(ram_wea),      // input wire [0 : 0] wea
  .addra(ram_addr),  // input wire [4 : 0] addra
  .dina(ram_wr_data),    // input wire [7 : 0] dina
  .douta(ram_rd_data)  // output wire [7 : 0] douta
);

ram_rw

下面Verilog代码定义了一个名为ram_rw的模块，实现了RAM的读写控制逻辑。该模块具有以下端口：

clk：时钟输入。

rst：复位输入。

ram_en：RAM使能输出。

ram_wea：RAM写使能输出。

ram_addr：RAM地址输出。

ram_wr_data：RAM写入数据输出。

ram_rd_data：RAM读出数据输入。

ram_wea信号在rw_cnt小于或等于31且ram_en为高电平时置为逻辑1，表示RAM写入使能。否则，置为逻辑0。

ram_en信号直接由复位信号控制，在复位信号为高电平时为逻辑0，表示RAM未使能。这意味着RAM在复位时处于禁用状态。

ram_wr_data是一个8位寄存器，用于存储RAM的写入数据。在每个时钟周期的上升沿或复位信号的下降沿触发时递增。当复位信号为低电平时，将ram_wr_data清零；当ram_wr_data小于或等于31时，递增；否则，将其清零。

ram_addr是一个5位寄存器，用于存储RAM的地址。其工作原理与ram_wr_data寄存器相似。

cpp 复制代码

module ram_rw(
input               clk,
input               rst,

output              ram_en,
output              ram_wea,
output reg[4:0]     ram_addr,
output reg[7:0]     ram_wr_data,

input [7:0]         ram_rd_data
    );

rw_cnt是一个6位寄存器，用于计数器功能。它在每个时钟周期上升沿或复位信号的下降沿触发时递增。当复位信号为低电平时，rw_cnt被清零。当rw_cnt达到63时，它会被重置为0。

cpp 复制代码

reg [5:0] rw_cnt;

这两行assign语句的功能是将RAM的写使能信号ram_wea和RAM的使能信号ram_en赋值。

ram_wea的赋值逻辑为：如果rw_cnt小于或等于31（即计数器rw_cnt的值在0到31之间），并且RAM使能信号ram_en为高电平（1），则ram_wea被赋值为1（逻辑真）；否则，被赋值为0（逻辑假）。这意味着只有在RAM使能且计数器值小于等于31时，才会使RAM的写入操作有效。
ram_en的赋值逻辑为：直接将ram_en赋值为复位信号rst。当复位信号为高电平时，RAM使能信号也被置为高电平，即RAM被使能；当复位信号为低电平时，RAM使能信号被置为低电平，即RAM被禁用。

这两行assign语句定义了RAM使能信号和RAM写使能信号的逻辑，使得RAM的写入操作在特定条件下有效，并且可以通过复位信号控制整个RAM的使能状态。

cpp 复制代码

assign ram_wea=(rw_cnt<=31&&ram_en)?1'b1:1'b0;
assign ram_en=rst;

模块内部逻辑包括三个always块：

第一个always块用于递增计数器rw_cnt，在时钟上升沿或复位信号下降沿触发。当复位信号为低电平时，计数器被清零；当计数器值达到63时，也将其清零；否则，计数器递增1。

cpp 复制代码

always@(posedge clk or negedge rst) begin
    if(!rst)
        rw_cnt<=1'b0;
    else if(rw_cnt==6'd63)
        rw_cnt<=1'b0;
    else
        rw_cnt<=rw_cnt+1'b1;
    end

第二个always块用于生成RAM写入数据信号ram_wr_data。当复位信号为低电平时，将写入数据清零；当写入数据小于或等于31时，递增写入数据；否则，将其清零。

cpp 复制代码

   
always@(posedge clk or negedge rst) begin 
    if(!rst)
        ram_wr_data<=0;
    else if(ram_wr_data<=6'd31)
        ram_wr_data<=ram_wr_data+1'b1;
    else
        ram_wr_data<=0;
    end

第三个always块用于生成RAM地址信号ram_addr。其逻辑与第二个always块类似，但递增的是RAM地址。

cpp 复制代码

always@(posedge clk or negedge rst) begin 
    if(!rst)
        ram_addr<=0;
    else if(ram_addr<=6'd31)
        ram_addr<=ram_addr+1'b1;
    else
        ram_addr<=0;
    end

此外，模块中还包含了一个名为ila_0的实例，ILA（Integrated Logic Analyzer）用于调试，以便在FPGA中观察信号的值