单口RAM、伪双口RAM、双口RAM与FIFO的区别

乒乓ram介绍

乒乓ram简介在现在的数据采集分析系统中，随着采集数据的速度剧增，每次都对这些庞大的数据量直接进行分析，这将会占用很多的CPU，使得CPU不能及时的去做其它的事情。

我们可以在传输这些数据的时候提供适当的通道，建立一个缓冲电路，来实现数据流的无缝缓存和处理，提高系统的处理速度和性能。

输入输出缓存电路一般有三种结构和形式：①双口ram结构：双口RAM是在一个SRAM存储器上具有两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线、并允许两个独立的系统同时对该存储器进行随机访问。

②FIFO结构：FIFO（First In First Out）是一种先进先出的数据缓存器，可以进行双端操作，但是数据必须先进先出，不能进行随机性的访问。

从容量大小来看，双口RAM比FIFO要大一些，但总的来说，这两种缓冲结构的存储容量还是相对较小，对高速图像处理系统而言，还不是特别适合。

③乒乓ram结构：这种结构是将输入数据流通过输入数据选择单元等时地将数据流分配到两个ram缓冲区。

通过两个ram读和写的切换，来实现数据的流水式传输。

综上所述，乒乓缓存结构实际上相当于一个双口RAM，但它与普通的双口RAM又有所不同。

普通双口RAM是单个存储体构成的IC，乒乓ram结构则由包含两个相互独立存储体的多片IC构成，从而使其在结构、速度、容量等方面具有更大的灵活性；若双口在访问同一地址时，普通双口SAM指向的必定是存储体内的同一存储单元，而乒乓ram结构则分别指向属于SRAM1和SRAM2的两个不同的存储单元，更易操作。

乒乓缓存结构的上述特点决定了可以相对较便宜的高速大容量SRAM、外围逻辑器件构成比双口RAM以及高速FIFO更适合视频处理的系统所需要的缓冲存储器。

乒乓ram结构的上述特点决定了可以相对较便宜的高速大容量RAM、外围逻辑器件构成比双口RAM以及高速FIFO更适合大数据传输系统所需要的缓冲存储器。

乒乓ram控制原理"乒乓操作"是一个常用的数据流控制处理技巧。

fifo电路结构结构

fifo电路结构结构
FIFO电路结构是一种特殊的存储器结构，主要用于数据的缓存和传输。

FIFO，即First In First Out，意为先入先出，其特性是数据按照进入的顺序依次被读出。

这种特性使得FIFO在数据传输和缓冲中扮演着重要的角色。

FIFO电路结构主要由两部分组成：输入部分和输出部分。

输入部分负责接收数据并将其存储到FIFO中，而输出部分则负责从FIFO中读取数据并将其输出。

这种结构使得数据在FIFO中的流动呈现出一种线性、有序的状态。

在FIFO中，数据的存储和读取都是通过指针来实现的。

指针是一个地址指示器，它指向FIFO中当前要读取或写入的数据的位置。

当数据被写入FIFO时，写指针会向前移动，指向下一个可用的存储位置。

当数据被从FIFO中读取时，读指针会向前移动，指向下一个要读取的数据位置。

由于FIFO的先入先出特性，写指针和读指针的移动方向是一致的，都是从FIFO的一端向另一端移动。

FIFO电路结构有两种主要类型：触发导向结构和零导向传输结构。

触发导向结构的FIFO 由寄存器阵列构成，当满足一定条件时，数据会被写入或读取。

而零导向传输结构的FIFO 则是由具有读和写地址指针的双口RAM构成，数据的读写操作是通过地址指针来完成的。

FIFO电路结构在许多领域都有广泛的应用，如计算机系统中的缓存、数据传输、图像处理等。

由于其先入先出的特性，FIFO能够有效地缓解数据传输和处理过程中的速度不匹配问题，提高系统的整体性能。

VHDL代码书写规范

VHDL代码书写规范（定稿）文件编号：编制：审核：可靠性审核：标准化：批准：文件会签页文件历史记录文件编号现行版本V1.0 文件标题VHDL代码书写规范文件履历版次编制日期更改内容（条款）V1.0V1.0目录1.目的 (1)2.范围 (1)3.术语说明 (1)4.书写规范 (1)4.1命名规范 (1)R1.一个文件只包含一个模块，文件命名和实体命名必须相同。

文件名大写，其后缀小写。

(1)R2.顶层文件命名方式使用工程名、器件型号与_TOP结合。

顶层文件的元件实例化，后缀使用_module；第二层文件的元件实例化，后缀使用_block；第三层之后不做定义（若遇到常见的基本逻辑电路或子模块，如：SRAM、FIFO等，那么优先使用具有代表性的名称） (1)R3.代码编写之前，以文档的方式，根据功能分类，分别对FPGA的外部端口进行命名约定。

(2)R4.命名要有实际意义。

(2)R5.命名标识符的首字符必须是字母，包含多个单词的标志符单词之间使用下划线分开。

信号、变量等的命名最后字符也一定要求是字母，中间的可以是数字或者其他合法符号。

(2)R6.模块、信号、变量等的命名不大于64个字符 (2)R7.实体、结构名、端口信号、常量用大写标识 (2)R8.行为级、结构级和数据流级结构命名分别以“BEH_实体名”、“STR_实体名”和“RTL_实体名”区分。

如果是混合使用，或者是分不清使用了那一种结构，那么就是用“ARC_实体名”命名。

(3)R9.单口RAM模块命名以SPRAM作后缀；双口RAM模块命名以DPRAM作后缀；ROM模块命名以ROM作后缀；FIFO模块命名以FIFO_作后缀；数字时钟管理模块命名以DCM作后缀；锁相环模块命名以PLL作后缀；乘法模块命名以MULT作后缀；除法模块命名以DIV作后缀；加法模块命名以ADD作后缀；减法模块命名以SUB作后缀。

(3)R10.模块实例化时，采用‘Un_xx_元件名’标识，cell实例化时使用‘Mn_xx_元件名’标识。

单口RAM、伪双口RAM、双口RAM与FIFO的区别

单口RAM、伪双口RAM、双口RAM与FIFO的区别FPGA设计中，常用到的数据缓存IP有FIFO和RAM，其中RAM又分单口RAM、伪双口RAM、双口RAM。

单口与双口的区别在于，单口只有一组数据线与地址线，因此读写不能同时进行。

而双口有两组数据线与地址线，读写可同时进行。

FIFO读写可同时进行，可以看作是双口。

双口RAM分伪双口RAM（Xilinx称为Simple two-dual RAM）与双口RAM （Xilinx称为true two-dual RAM）。

伪双口RAM，一个端口只读，另一个端口只写；而双口RAM两个端口都可以读写。

FIFO也是一个端口只读，另一个端口只写。

FIFO与伪双口RAM的区别在于，FIFO为先入先出，没有地址线，不能对存储单元寻址；而伪双口RAM 两个端口都有地址线，可以对存储单元寻址。

异步时钟域的缓存只要是双口器件都可以完成。

但FIFO不需对地址进行控制，是最方便的。

fifo概述

FIFO：一、先入先出队列(First Input First Output，FIFO)这是一种传统的按序执行方法，先进入的指令先完成并引退，跟着才执行第二条指令。

1．什么是FIFO？FIFO是英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，他与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。

2．什么情况下用FIFO？FIFO一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO的一端时AD数据采集，另一端时计算机的PCI总线，假设其AD采集的速率为16位 100K SPS，那么每秒的数据量为100K×16bit=1.6Mbps,而PCI总线的速度为33MHz，总线宽度32bit,其最大传输速率为1056Mbps,在两个不同的时钟域间就可以采用FIFO来作为数据缓冲。

另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO，例如单片机位8位数据输出，而DSP可能是16位数据输入，在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。

3．FIFO的一些重要参数FIFO的宽度：也就是英文资料里常看到的THE WIDTH，它指的是FIFO一次读写操作的数据位，就像MCU有8位和16位，ARM 32位等等，FIFO的宽度在单片成品IC中是固定的，也有可选择的，如果用FPGA自己实现一个FIFO，其数据位，也就是宽度是可以自己定义的。

FIFO的深度：THE DEEPTH，它指的是FIFO可以存储多少个N位的数据（如果宽度为N）。

如一个8位的FIFO，若深度为8，它可以存储8个8位的数据，深度为12 ，就可以存储12个8位的数据，FIFO的深度可大可小，个人认为FIFO深度的计算并无一个固定的公式。

在FIFO实际工作中，其数据的满/空标志可以控制数据的继续写入或读出。

什么是闪存卡U盘SD卡FIFOFRAM

什么是闪存卡/U盘/SD卡/FIFO/FRAM闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。

根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SmartMedia（SM卡）、Compact Flash（CF 卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、Secure Digital（SD卡）、Memory Stick（记忆棒）、XD-Pi cture Card（XD卡）和微硬盘（MICRODRIVE）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的。

U盘即称为优盘，也称为闪存盘（书名）。

是采用USB接口技术与计算机相连接工作。

使用方法很简单只需要将U盘插入计算机的USB接口，然后安装驱动程序（一般安装购买时自带的驱动。

但是一般的U盘在windows2000系统以上的版本（包括XP、2003）是不需要安装驱动而系统自动识别的，使用起来非常方便，而软盘则需要计算机配备软盘驱动器（即软驱）。

U盘的读取速度较软盘快几十倍至几百倍，U盘的存储容量最小的为6MB（现在市面是几乎绝种），最大的上GB。

而软盘的容量只有1.44MB，就容量来说一个在天一个在地的下面。

U盘不容易损坏，而软盘极容易损坏，不便于长期保存资料。

可能以前U盘出现的时候我们在某些问题上还离不开软盘，例如：系统崩溃，需要软盘来引导系统，对系统进行修复，而那时候U盘没有引导功能，所以那时候在这点上还离不开软盘。

但是现在很多U盘都支持系统引导，并且引导速度较软盘更快，所以现在基本上软盘都属于淘汰产品了。

在对U盘进行读取写入后，切勿直接拔除（windows98例外），因为U盘在98以上版本使用的时候，会把数据写入缓存，如果这时候直接拔除可能导致数据丢失。

正确操作应该是双击右下角系统托盘区的新硬件图标，先在系统里停止设备的运行（即清除缓存，保存数据），然后再拔除。

双口RAM

双口ＲＡＭ1．模块功能：双口RAM模块主要采用IDT7132等器件，它是一种特殊的数据存储芯片，它既可以用于单片机存储大容量的数据，也可以以双口RAM为共享存储器来实现两个处理器之间的通信和数据传输。

双口RAM的优点是提供了两条完全独立的端口，每个端口都有完整的地址、数据和控制总线，允许两个CPU对双端口存储器的同一单元进行同时存取；具有两套完全独立的终端逻辑来实现两个CPU 之间的握手控制信号；具有两套独立的“忙”逻辑，保证两个CPU同时对同一单元进行读/写操作的正确性。

对于单个CPU而言，双口RAM同普通RAM没有什么明显的区别。

本模块原理图见图１。

图１3．主要器件：(1)IDT7132：(a)器件功能：IDT7132是高速2k*8端口静态RAM，可提供图2.1.3 IDT7132引脚图两个拥有独立的控制总线、地址总线和I/O总线端口，允许CPU独立访问内部的任何存储单元。

当/CE 引脚出现下降沿时，选中DPRAM即可通过控制OE 或R/W来访问内部存储单元。

(b) 器件引脚：IDT7132的引脚图如图2所示。

/CE、/CER：（左、右）片选控制信号。

R/WL、R/WR：（左、右）读写控制信号。

/OEL、/OER：（左、右）使能控制信号。

/BUSYL、/BUSYR：（左、右）繁忙查询控制信号。

A0L—A9L、A0R—A9R：（左、右）地址总线。

I/O0L—I/O7L、I/O0R—I/O7R：（左、右）输入/输出总线。

VCC：电源。

(c) 工作原理：IDT7132的工作时序如图3所示。

它与RAM的读写时序非常类似。

当CPU选中DPRAM时/CE引脚出现下降沿，当控制线/OE为高且R/W为低时，CPU对内部存储单元进行写操作；而当控制线OE为低且R/W为高时，CPU对内部存储单元进行读操作。

当外部CPU通过两个端口对双口RAM内部的同一个存储单元进行操作时，系统将出现竞图 2争。

这种竞争一般有如下两种模式：（1）如果两个端口的总线访问地址相同，并先于片选信号/CE有效，则片内逻辑将在CEL与CER之间发生竞争。

sram分类

sram分类SRAM分类SRAM简介SRAM (Static Random Access Memory)是一种静态随机存取内存，与动态随机存取内存 (DRAM) 相比，SRAM具有更快的访问速度和更高的可靠性。

SRAM被广泛应用于高速缓存和寄存器文件等快速存储器中。

基于存储单元的分类1.单端口SRAM: 单端口SRAM具有一个读端口和一个写端口，只能在同一时间进行读或写操作。

2.双端口SRAM: 双端口SRAM具有两个独立的读写端口，可以同时进行读和写操作，适用于并行计算和高速数据通信等场景。

3.多端口SRAM: 多端口SRAM具有多个读写端口，能够支持多个并发访问和操作。

基于存储器组织的分类1.块RAM (BRAM): 块RAM是由一组存储单元组成的存储器，每个存储单元可以存储多个位。

BRAM通常被用作片上存储器，适用于FPGA等应用中。

2.帧RAM (FRAM): 帧RAM是由一组单元以帧的形式组织的存储器，每个存储单元可以存储一个字节。

FRAM非常稳定和可靠，适用于嵌入式系统等需要低功耗和非易失性存储器的场景。

3.堆叠式SRAM: 堆叠式SRAM是将多个SRAM存储器套在一起而形成的存储器结构，用于提高存储器容量和性能。

基于封装方式的分类1.常规封装SRAM: 常规封装SRAM是将SRAM芯片封装在常用的封装形式中，如TSOP (Thin Small Outline Package)和BGA (Ball Grid Array)等。

常规封装SRAM适用于一般的 PCB (PrintedCircuit Board) 设计和应用。

2.内嵌式SRAM: 内嵌式SRAM是将SRAM直接嵌入到其他芯片内部，如处理器、FPGA和ASIC等芯片中。

内嵌式SRAM具有更短的信号传输路径和更高的通信速度，适用于高性能和集成度要求较高的应用。

基于技术制程的分类1.CMOS SRAM: CMOS SRAM采用互补型金属氧化物半导体 (CMOS)技术制造，具有低功耗、低噪音和高可靠性的特点，被广泛应用于各种电子设备中。

IP核——RAM

IP核——RAM⼀、Quartus1.打开Quartus ii，点击Tools---MegaWizard Plug-In Manager2.弹出创建页⾯，选择Creat a new custom megafunction variation，点Next3.选择IP核，可以直接搜索ram，选择RAM：2-PORT，右上⽅选择器件型号，语⾔选成Verilog，再填写⼀下路径名字，点Next，后⾯就是参数设置了。

4.设置读写需要⼏个端⼝，深度计算按word还是bit。

Next5.设置深度，位宽，类型。

Next6.设置读写需要⼏个端⼝，深度计算按word还是bit，⼀般选word。

Next7.是否为输出添加⼀个寄存器（加了寄存器可以使RAM输出的数据更稳定）？本来ram的输出就是会慢1clk，勾选后⼜慢1clk，所以⼀般不勾选。

Next8.输出的是新数据还是⽼数据，⼀般是要新数据，所以I don't care就⾏。

Next9.是否添加初始化⽂件mif ? Next10.告诉你此IP核的编译库是什么，Next11.输出的⽂件列表，除了正常IP核，还可以选择例化⽂件，注意bb.v⽂件⽤不到，⼀般是不勾选的。

之后点finish就⽣成IP核了。

⼆、ISE1.创建ISE⼯程，IP核需要在ISE⼯程⾥⾯进⾏调⽤。

点击Tools---Core Generator...2.在新弹出来的界⾯中创建⼀个属于IP核的⼯程：file---new project，并填写⽂件存储位置和⽂件名称，⼀般为ipcore_dir⽂件夹，点击保存3.弹出的Part处填写器件的系列、型号、封装以及速度等级，Generation处设置语⾔为Verilog，点击OK4.点击⽂件夹，找到Memories & Storage Elements---RAMs & ROMs---Block Memory Generator，（也可以直接搜索）双击打开，进⾏参数设置5.设置模块名称，Next6.类型选择，⼀般选Single Dual RAM，该RAM为“a⼝负责写，b⼝负责读”，⽽对于真双⼝RAM来说，a和b都是可读可写。

嵌入式学习之彻底搞清ROM、RAM、DRAM和FLASH

嵌入式学习之彻底搞清ROM、RAM、DRAM和FLASHROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。

ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。

RAM有两大类，一种称为静态RAM(Static RAM/SRAM)，SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

另一种称为动态RAM(Dynamic RAM/DRAM)，DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。

DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，这里介绍其中的一种DDR RAM。

DDR RAM(Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。

这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的另外一种内存标准-Rambus DRAM。

在很多高端的显卡上，也配备了高速DDR RAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

内存工作原理：内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序，我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM)，动态内存中所谓的“动态”，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。

具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。

同步FIFO

读和写的使能
如果系统reset后，读写使能同时有效，这时RAM输出的数据并不是输入的数据。
如果读写地址不同，读写使能同为1时，读不会延迟两个clock。用这种方法可以处理这种情况。
FIFO的模块端口
FIFO 内部结构图
CONTROL的结构
THE END
FIFO 存储器主要分为基于移位寄存器型和基于 RAM 型。而 RAM 型的又有单口 RAM 和双口 RAM 之分，目前来说用的较为广泛的是基于双端口 RAM 的 FIFO。下面给大家介绍的就是基于双端口 RAM 的 FIFO。
FIFO的模块端口
双口 RAM
在介绍FIFO原理之前先给大家说说双口RAM，因为FIFO的主要功能就是对RAM的控制，产生空满信号。双口RAM指的就是带读和写地址、使能端的存储器。
什么叫synchronous FIFO
Synchronous FIFO 同步FIFO 前面介绍的功能主要讲的是异步的FIFO。同步指的是读和写都在一个clock下工作。显然异步FIFO就是指不在同一个clock下工 FIFO clock 作的。这里不作描述。 ☀读写在同一时钟下叫同步，不同时钟叫异步。
空满信号的判断
通过比较读写指针信号可以判断FIFO的空满状态。当读指针和写指针相等时,FIFO 可能处于满状态或空状态。
空满信号的简单示意图
如何判断是空是满呢？
可以用不同的方法判断是写指针从后面追上了读指针还是读指针从后面追上了写指针。本文所应用的方法是分别将读/写地址寄存器扩展一位,将最高位设置为状态位,其余低位作为地址位,指针由地址位以及状态位组成。首先把读、写状态位全部复位，如果地址循环了奇数次，则状态位置1，偶数次则又重新复位，应用地址位和状态位的结合实现对空、满标志位的控制。当读写指针的地址位和状态位全部吻合的时候, 读写指针经历了相同次数的循环移动,也就是说,FIFO 处于空状态;如果读写指针的地址位相同而状态位相反,写指针比读指针多循环一次,标志FIFO处于满状态。

FIFO

FIFO1、实验目的FIFO（First in First out），使用在需要产生数据接口的部分，用来存储、缓冲在两个异部时钟之间的数据传输。

在异部电路中，由于时钟之间周期和相位完全独立，因此数据丢失概率不为零。

使用FIFO可以在两个不同时钟域系统之间快速而方便地传输实时数据。

这次实验我们就来学习一下如何用 Robei 和Verilog 语言来设计一个8位4深度的FIFO。

2、实验准备图1、fifo原理框图通过分析，我们看到图1中有一个具有独立的读端口和独立的写端口的 RAM 存储器。

这样选择是为了分析方便。

如果是一个单端口的存储器，还应包含一个仲裁器保证同一时刻只能进行一项操作（读或写），我们选择双口 RAM（无需真正的双口 RAM，因为我们只是希望有一个简单的相互独立的读写端口）是因为这些实例非常接近实际情况。

读、写端口拥有两个计数器（wp_p1、rp_p1）产生的互相独立的读、写地址。

计数器的值在读写使能信号来临时传递给“读指针”（rp）和“写指针”（wp）。

写指针指向下一个将要写入的位置，读指针指向下一个将要读取的位置。

每次写操作使写指针加 1，读操作使读指针加 1。

左右两侧的模块为读写指针与满空信号产生模块。

这两个模块的任务是给 FIFO 提供“空”（empty）和“满”（full）信号。

这些信号告诉外部电路 FIFO 已经达到了临界条件：如果出现“满”信号，那么 FIFO 为写操作的临界状态，如果出现“空”信号，则 FIFO 为读操作的临界状态。

写操作的临界状态表示 FIFO 已经没有空间来存储更多的数据，读操作的临界表示 FIFO 没有更多的数据可以读出。

读写指针与满空信号产生模块还可告诉 FIFO 中“满”或“空”位置的数值。

这是由指针的算术运算来完成了。

实际的“满”或“空”位置计算并不是为 FIFO 自身提供的。

它是作为一个报告机构给外部电路用的。

但是，“满”和“空”信号在 FIFO 中却扮演着非常重要的角色，它为了能实现读与写操作各自的独立运行而阻塞性的管理数据的存取。

Xilinx IP core之RAM用法指南

XILINX Ipcore 之RAM用法指南一RAM分类XILINX的RAM可分为三种，分别是：单口RAM，简化双口RAM和真双口RAM。

如下图所示：图.1 单口RAM图.2 简化双口RAM A口写入数据，B口读数据图.3 真双口RAM A,B任意一个口都可以读写数据，可从A写入，B读数据二选择数据位宽和深度Block RAM的数据位宽为1-1152bit，深度取决于所选择FPGA器件中block的数量。

超出地址范围之外的写操作，写进去的数据不会与存储器件中的数据冲突。

读超出地址范围之外数据将会返回无效数据。

注意，当对超出范围的地址进行操作的时候，不能置位set或reset 信号，因为这仍然会读出无效数据。

三操作模式每个端口的操作模式决定了此端口的读和写之间关系。

端口A和B可以独立配置为以下三种模式中任一模式：写优先模式，读优先模式，不改变模式。

这些模式详解见下面。

当A和B端口地址有冲突时，操作模式就会影响A和B口之间关系。

1．写优先模式(write first mode)：在写优先模式中，输入数据被自动写入存储器件中，并且出现在数据输出端口。

时序见下图。

这种传输模式增强了在同一端口写操作时使用数据输出总线的灵活性。

图.4 写优先操作模式2．读优先模式(read first mode)：在读优先模式中，预先存储在写地址中的数据会被输出，而输入数据被存入存储器件中。

这种模式见下图。

图.5 读优先模式3．不改变模式：在不改变模式中，输出锁存在写操作时候保持不变，见下图。

在同一端口的写操作不会对数据输出端口产生影响，输出仍然是以前的读数据。

图.6 不改变模式四数据位宽比例Block RAM产生器支持端口A和B的位宽不同。

即DINA,DINB,DOUA,DOUTB位宽可以互不相同。

支持1:32到32:1之间的比例，端口A的宽度最大可达端口B的32倍，反之亦然。

例如一个A口位宽32bit深度2048的真双口RAM，如果B端口宽度为8bit深度为8192。

FIFO原理

通过分析，我们看到图中有一个具有独立的读端口和独立的写端口的RAM存储器。

这样选择是为了分析方便。

如果是一个单端口的存储器，还应包含一个仲裁器保证同一时刻只能进行一项操作（读或写），我们选择双口RAM（无需真正的双口RAM，因为我们只是希望有一个简单的相互独立的读写端口）是因为这些实例非常接近实际情况。

读、写端口拥有又两个计数器产生的宽度为log2(array_size)的互相独立的读、写地址。

数据宽度是一个非常重要的参数将在在稍后的结构选择时予以介绍，而现在我们不必过分的关心它。

为了一致，我们称这些计数器为“读指针”（read pointer）和“写指针”（write pointer）。

写指针指向下一个将要写入的位置，读指针指向下一个将要读取的位置。

每次写操作使写指针加1，读操作使读指针加1。

我们看到最下面的模块为“状态”(stauts) 模块。

这个模块的任务实给FIFO提供“空”（empty）和“满”（full）信号。

这些信号告诉外部电路FIFO已经达到了临界条件：如果出现“满”信号，那么FIFO为写操作的临界状态，如果出现“空”信号，则FIFO为读操作的临界状态。

写操作的临界状态（“full is active”）表示FIFO已经没有空间来存储更多的数据，读操作的临界表示FIFO没有更多的数据可以读出。

status模块还可告诉FIFO中“满”或“空”位置的数值。

这是由指针的算术运算来完成了。

实际的“满”或“空”位置计算并不是为FIFO自身提供的。

它是作为一个报告机构给外部电路用的。

但是，“满”和“空”信号在FIFO中却扮演着非常重要的角色，它为了能实现读与写操作各自的独立运行而阻塞性的管理数据的存取。

这种阻塞性管理的重要性不是将数据复写（或重读），而是指针位置可以控制整个FIFO，并且使读、写操作改变着指针数值。

如果我们不阻止指针在临界状态下改变状态，FIFO还能都一边“吃”着数据一边“产生”数据，这简直是不可能的。

各类RAM,FIFO及FLASH总结

RAM，FIFO及FLASH总结1 RAMRAM（random access memory）随机存储器。

存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。

这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。

按照存储信息的不同，机存储器又分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM)和动态随机存储器（Dynamic RAM,DRAM)。

1.1S RAMSRAM是Static Random Access Memory的缩写，中文含义为静态随机访问存储器，它是一种类型的半导体存储器。

“静态”是指只要不掉电，存储在SRAM 中的数据就不会丢失。

这一点与动态RAM（DRAM）不同，DRAM需要进行周期性的刷新操作。

然后，我们不应将SRAM与只读存储器（ROM）和Flash Memory相混淆，因为SRAM是一种易失性存储器，它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。

“随机访问”是指存储器的内容可以以任何顺序访问，而不管前一次访问的是哪一个位置。

SRAM中的每一位均存储在四个晶体管当中，这四个晶体管组成了两个交叉耦合反向器。

这个存储单元具有两个稳定状态，通常表示为0和1。

另外还需要两个访问晶体管用于控制读或写操作过程中存储单元的访问。

因此，一个存储位通常需要六个MOSFET。

对称的电路结构使得SRAM的访问速度要快于DRAM。

SRAM比DRAM访问速度快的另外一个原因是SRAM可以一次接收所有的地址位，而DRAM则使用行地址和列地址复用的结构。

SRAM不应该与SDRAM相混淆，SDRAM代表的是同步DRAM （Synchronous DRAM），这与SRAM是完全不同的。

SRAM也不应该与PSRAM 相混淆，PSRAM是一种伪装成SRAM的DRAM。

从晶体管的类型分，SRAM可以分为双极性与CMOS两种。

从功能上分，SRAM可以分为异步SRAM和同步SRAM（SSRAM）。

一同步FIFO的意思是说FIFO的读写时钟是同一个时钟不

一、同步FIFO的意思是说FIFO的读写时钟是同一个时钟，不同于异步FIFO，异步FIFO的读写时钟是完全异步的。

同步FIFO的对外接口包括时钟，清零，读请求，写请求，数据输入总线，数据输出总线，空以及满信号。

下面分别对同步FIFO的对外接口信号作一描述：1．时钟，输入，用于同步FIFO的读和写，上升沿有效；2．清零，输入，异步清零信号，低电平有效，该信号有效时，FIFO被清空；3．写请求，输入，低电平有效，该信号有效时，表明外部电路请求向FIFO写入数据；4．读请求，输入，低电平有效，该信号有效时，表明外部电路请求从FIFO中读取数据；5．数据输入总线，输入，当写信号有效时，数据输入总线上的数据被写入到FIFO中；6．数据输出总线，输出，当读信号有效时，数据从FIFO中被读出并放到数据输出总线上；7．空，输出，高电平有效，当该信号有效时，表明FIFO中没有任何数据，全部为空；8．满，输出，高电平有效，当该信号有效时，表明FIFO已经满了，没有空间可用来存贮数据。

使用VHDL描述的FIFO将以上面的接口为基础，并且可以参数化配置FIFO 的宽度和深度。

二、同步FIFO内部通过控制电路和RAM实现，控制电路主要包括写指针管理电路，读指针管理电路，以及FIFO状态判断电路，对于同步FIFO来讲，读和写的指针管理电路实际上就是二进制计数器。

现在的FPGA都具有Block RAM，通过VHDL描述可以对其进行调用，为了能够实现任意深度和宽度的FIFO，那么在用VHDL描述RAM的时候需要使用generic 使得RAM的调用能够参书化。

同样，对于读写指针计数器，也需要参数化的描述方法。

下面主要对FIFO的状态判断如何判断进行一些说明。

假设宽度任意而深度为8的FIFO，当读指针read_pointer和写指针write_pointer的值一样的时候，很显然，这时FIFO的状态为空。

比较麻烦的是对FIFO是否已经满的状态的判断，因为存在两种情况，第一种情况时写指针write_pointer比读指针read_pointer 大，比如writer_pointer = 7而read_pointer = 0，还有一种情况时写指针writer_pointer比读指针read_pointer小，比如writer_pointer = 2而read_pointer = 3。

信号跨时钟域的几种方法

在数字电路中，信号跨越不同时钟域时可能会引起时序问题。

以下是处理信号跨时钟域的几种常见方法：1. **双同步FIFO（First-In-First-Out）：**- 使用双口RAM实现的FIFO，一个端口用于每个时钟域，允许数据在两个时钟域之间进行安全的同步传输。

- 数据从一个时钟域写入FIFO，在另一个时钟域被读取。

这样可以避免直接跨越时钟域传输信号，减少时序问题。

2. **同步器（Synchronizer）：**- 使用两个触发器（寄存器）级联，将信号从一个时钟域同步到另一个时钟域。

第一个触发器使用源时钟域的时钟，第二个触发器使用目标时钟域的时钟。

- 这种方法可以帮助减少时序问题，但需要注意，过多的级联同步器可能会引入潜在的冒险条件和时序不确定性。

3. **双触发器同步器（Dual-Flip-Flop Synchronizer）：**- 这种同步器使用两个同步器，但其中一个同步器的时钟源于目标时钟域的时钟。

- 这种方法可以提供更好的稳定性和抖动抑制。

4. **手动握手协议（Handshaking Protocols）：**- 在两个时钟域之间建立一种通信协议，通过在数据传输前后进行握手来确保数据的正确性和同步性。

- 这种方式可以通过协议规定好的状态转换确保数据在不同时钟域之间的有效传输。

5. **异步FIFO：**- 异步FIFO允许在不同时钟域之间传输数据，不过需要特殊的异步FIFO设计，通常会引入更复杂的电路结构。

在处理信号跨时钟域时，确保采用合适的方法并考虑到不同时钟域之间的时序关系至关重要。

同时，最好在设计中尽量减少跨时钟域的信号传输，以减少潜在的时序问题。

乒乓ram介绍

乒乓ram简介在现在的数据采集分析系统中，随着采集数据的速度剧增，每次都对这些庞大的数据量直接进行分析，这将会占用很多的CPU，使得CPU不能及时的去做其它的事情。

我们可以在传输这些数据的时候提供适当的通道，建立一个缓冲电路，来实现数据流的无缝缓存和处理，提高系统的处理速度和性能。

输入输出缓存电路一般有三种结构和形式：①双口ram结构：双口RAM是在一个SRAM存储器上具有两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线、并允许两个独立的系统同时对该存储器进行随机访问。

②FIFO结构：FIFO（First In First Out）是一种先进先出的数据缓存器，可以进行双端操作，但是数据必须先进先出，不能进行随机性的访问。

从容量大小来看，双口RAM比FIFO要大一些，但总的来说，这两种缓冲结构的存储容量还是相对较小，对高速图像处理系统而言，还不是特别适合。

③乒乓ram结构：这种结构是将输入数据流通过输入数据选择单元等时地将数据流分配到两个ram缓冲区。

通过两个ram读和写的切换，来实现数据的流水式传输。

综上所述，乒乓缓存结构实际上相当于一个双口RAM，但它与普通的双口RAM又有所不同。

普通双口RAM是单个存储体构成的IC，乒乓ram结构则由包含两个相互独立存储体的多片IC构成，从而使其在结构、速度、容量等方面具有更大的灵活性；若双口在访问同一地址时，普通双口SAM指向的必定是存储体内的同一存储单元，而乒乓ram结构则分别指向属于SRAM1和SRAM2的两个不同的存储单元，更易操作。

乒乓缓存结构的上述特点决定了可以相对较便宜的高速大容量SRAM、外围逻辑器件构成比双口RAM以及高速FIFO更适合视频处理的系统所需要的缓冲存储器。

乒乓ram结构的上述特点决定了可以相对较便宜的高速大容量RAM、外围逻辑器件构成比双口RAM以及高速FIFO更适合大数据传输系统所需要的缓冲存储器。

乒乓ram控制原理"乒乓操作"是一个常用的数据流控制处理技巧。

ram按工作原理的不同

ram按工作原理的不同1. RAM基于电容存储器原理：RAM（Random Access Memory）是一种半导体存储器，其工作原理基于电容存储器原理。

RAM中的每个存储单元由一个电容和一个开关组成，电容可以存储数据（0或1），而开关用于控制读写操作。

2. 静态RAM（SRAM）：SRAM是一种高速、稳定的RAM，其工作原理是利用双稳态触发器存储数据。

SRAM中的每个存储单元由6个晶体管组成，其中4个用于组成双稳态触发器，另外2个用于控制读写操作。

3. 动态RAM（DRAM）：DRAM是一种常用的RAM类型，其工作原理是利用电容存储电荷来存储数据。

DRAM中的每个存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。

数据存储在电容中的电荷量，读写操作涉及到对电容电荷的充放电。

4. 存储单元访问方式：RAM的工作原理也与存储单元的访问方式有关。

RAM可以通过地址总线来选择存储单元，并通过数据总线进行读写操作。

行地址和列地址可以选择所需的存储单元，而数据总线则用于传输数据。

5. 刷新机制：对于动态RAM，由于电容会逐渐失去电荷，所以需要定期进行刷新操作以保持数据的稳定性。

刷新机制通常是通过外部系统时钟来实现的，以确保所有存储单元都在刷新周期内得到刷新。

6. 存储单元辨识：RAM中的每个存储单元都有一个唯一的地址，用于辨识和访问该单元。

地址由一串二进制位表示，RAM的容量取决于地址线的位宽，决定了RAM可以存储的地址数和数据量。

7. 访问速度：RAM因其存储单元的特性而被称为“随机存取”存储器，并且能够以很高的速度读写数据。

RAM的访问速度通常以纳秒（ns）为单位，表示在一个时钟周期内完成的读写操作。

8. 读写操作：读操作是从指定的存储单元中取出数据，然后通过数据总线传输到外部系统。

写操作是将数据写入指定的存储单元，并存储在对应的电容中，以备后续读取。

9. 高速缓存：RAM的高速特性使其成为计算机中高速缓存（Cache）的理想选择。

FIFO的简单知识

FIFO的简单知识新型的 FIFO芯片采用基于 RAM方式的结构FF EF复位RS基本时序及功能逻辑为:ＲＳ引脚置低时,ＩＤＴ7204复位,内部读写指针都被复位到起始位置,每次上电后必须执行复位,当ＲＳ复位时Ｒ和Ｗ引脚必须为高,直到ＲＳ变高后才能进行读写操作.若无数据满标志ＦＦ低,那么每次Ｗ操作,就执行一次外部数据的写入,内部写指针自动加一,数据顺次进入ＦＩＦＯ.当缓冲区写满一半 ( 2Ｋ)时,下一次的Ｗ操作使中间指示ＸＯ/ＨＦ置低,表示未读数据已填满了一半空间,该信号可以提前提醒系统机进行读数操作.为避免写入数据溢出,当写入最后一个字节的写信号的下降沿出现时,满指示ＦＦ置低,禁止写入操作,ＦＦ有效期间,写指针不再移动,直到进行一次读出有效操作后ＦＦ才会被消除.若空指示ＥＦ未置低,每次Ｒ操作,就执行一次数据读出,读指针自动加一,数据顺次从ＦＩＦＯ读出.当所有的数据被读出后,空指示ＥＦ置低,禁止读出操作,ＥＦ有效期间,读指针不再移动,读出数据总线为高阻,直到进行一次写入有.ＩＤＴ—7204,可用于深度扩展;在单片使用时,则其为重传数据,负脉冲有效.一个重传操作将使读指针回到首地址,不影响写指针.这种 FIFO芯片由大规模集成电路构成。

内部存储单元采用一个双端口 RAM,具有两套数据线——输入和输出。

独立的读写地址指针在读写时钟的控制下顺序地从存储单元读写数据,类似一个环形指针——从第一个存储单元开始到最后一个存储单元,然后又回到第一个存储单元。

控制比较部分给出RAM的空或满的状态指示,甚至还有中间指示。

由于采用 RAM结构,数据从输入到读出的延迟将大大缩小。

这种 FIFO芯片能在存储深度和宽度上得到很大发展。

新型大规模集成电路技术的日趋先进,使得较大容量的 FIFO芯片成为可能。

目前,为了使容量得到更大提高,存储单元采用动态 RAM代替静态RAM,并将刷新电路集成在芯片内,且内部仲裁单元决定器件的输入、读出及自动刷新操作。