我想在我的 FPGA Altera DE1-SOC 中使用 ram，我采取了正确的方法吗？

Question

所以我创建了这个模块，它假设代表一个 RAM，我根据我的顶部模块上的结果在其上保存一些数据。

module RAM_OUT (pix_val, w_mem_out, set_ram);


input [2:0] w_mem_out;
input [31:0] pix_val;
input set_ram;



reg [15:0] addr_out;


reg [31:0] mem_out1 [0:57599];
reg [31:0] mem_out2 [0:57599];
reg [31:0] mem_out3 [0:57599];

/////////// ram out ///////////////

always @ (w_mem_out or set_ram)
begin

if (set_ram)
addr_out = 0;

else 
    begin

        if (w_mem_out == 1)

                begin
                mem_out1 [addr_out] = pix_val;  
                mem_out2 [addr_out] = 32'b11111111_000000000000000000000000;
                mem_out3 [addr_out] = 32'b00000000_000000000000000000000000;

                addr_out = addr_out + 16'b0000000000000001;
                end

        else if (w_mem_out == 2)        

                begin
                mem_out1 [addr_out] = 32'b11111111_000000000000000000000000;
                mem_out2 [addr_out] = pix_val;  
                mem_out3 [addr_out] = 32'b00000000_000000000000000000000000;

                addr_out = addr_out + 16'b0000000000000001;
                end

        else if (w_mem_out == 3)        

                begin
                mem_out1 [addr_out] = 32'b11111111_000000000000000000000000; 
                mem_out2 [addr_out] = 32'b11111111_000000000000000000000000;
                mem_out3 [addr_out] = pix_val;

                addr_out = addr_out + 16'b0000000000000001;
                end

        else    

                addr_out = addr_out;

    end
end

endmodule

该程序已经在模拟中运行得非常好，但是由于我打算将它加载到我的 FPGA 中，我想使用板上可用的 SDRAM 存储器（我的目的是制作一个完整的 SOC，我需要将数据加载到 SDRAM，然后使用我的设计来处理这些数据）。

所以，我想知道对 SDRAM 进行编程是否与我在上面的代码中所做的相差太远。您可以看到我编写了一些逻辑，以便将我想要的数据保存到“内存”中，但我不确定在执行 SDRAM 时这是否相同，否则我将不得不稍后为此更改我的设计（我不喜欢这样，因为我的系统已经在模拟中运行良好）。

我从altera文档中编写了上面的代码，他们说这是制作RAM的方法，但这是可合成的吗？ FPGA 中到底发生了什么，它使用 FPGA 芯片中的门推断内存还是利用板的实际内存？请注意，输入数据由 57600 个 32 位数字组成。

Answer 1

您编写的代码将被综合到内部 RAM 块或基于 LUT 的 RAM。他们将不会使用板上的 SDRAM

FPGA 的内部 RAM 通常具有单个时钟周期访问，并且通过这些 RAM 的路径包含在通常在布局布线 (PAR) 之后执行的静态时序分析中。

如果您希望使用板载 SDRAM，则必须包含一个专用的 SDRAM 控制器，该控制器将消耗 FPGA 内部的有限逻辑。这些板载 SDRAM 的访问时间通常是几个时钟周期，并且本质上是突发的。

外部 SDRAM 通常用于存储大量数据，例如数据包有效负载或等效数据，而片上 RAM 用于存储本地数据，例如标头、临时处理结果等。

Answer 2

如果您使用的是 FPGA，那么合成 RAM 并不是一个坏主意。这样做的一个好方法是设计一个行为类似于 RAM 的模块，然后在其余代码中实例化该模块。所以，

i) 你的 RAM 模块应该有合适的输入和输出：地址总线、输入数据总线、输出数据总线、控制信号（写使能等）、时钟...

ii) 你的 RAM 模块应该包含一个数组

iii) 您的 RAM 模块应包含一个或多个 always 块和/或 assign 语句以实现 RAM 的行为。

这是一个示例，它应该使用 FPGA 合成器合成到 RAM：

module RAM(
  input        clock,            // best to make it synchronous
  input        write_enable,     // a simple active high write enable
  input [3:0]  address,          // a single address bus in this example
  input [7:0]  data_in,          // input data
  output [7:0] data_out);        // output data

  reg [7:0] mem [0:15];          // here is the array; make this the size you need

  always @(posedge clock)
    if (write_enable)
      mem[address] <= data_in;

  assign data_out = mem[address];

endmodule