一種基于FPGA 的嵌入式塊SRAM 的設(shè)計(jì)

　　3.2.1 可配置數(shù)據(jù)位寬實(shí)現(xiàn)方法

　　配置邏輯中三位控制信號(hào)WIDTH_SEL0∶2>連到BRAM中，同時(shí)對地址寬度、數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行控制。

　　由于BRAM可以實(shí)現(xiàn)1、2、4、8、16 位的任意位寬，所以地址總線寬度、數(shù)據(jù)總線寬度都必須滿足其中任意一種模式下的要求。于是設(shè)計(jì)時(shí)使地址總線寬度為各種模式下的最大值，即1位時(shí)的地址寬度11∶0>，其他模式下可使不用的地址位使能無效，進(jìn)而獲得所需的地址位。數(shù)據(jù)總線寬度也設(shè)置為各種情況下的最大值，即16 位時(shí)的數(shù)據(jù)寬度15∶0>，其他情況下選擇有用的數(shù)據(jù)位進(jìn)行存儲(chǔ)。

　　表1可見WIDTH_SEL0∶2>對地址使能的控制，主要在于對地址11∶8>的控制，其他位地址7∶0>則一直有效。

表1 不同數(shù)據(jù)位寬的地址使能

　　由WIDTH_SEL0∶2>另外譯碼產(chǎn)生一組數(shù)據(jù)控制信號(hào)，分別為S_1、S_2、S_4、S_8、S_16 控制數(shù)據(jù)如何分配到位線上。這當(dāng)中* 根位線實(shí)行了分片，每片4 根：

　　S_1有效：DI0>可分配到16片中的任何一片上。

　　S_2有效：DI0∶1>可分配到0∶1>、2∶3>、4∶5>?任何相鄰兩片上，每片1 位數(shù)據(jù)。

　　S_4有效：DI0∶3>可分配到0∶3>、4∶7>、8∶11>、12∶15>任何相鄰四片上，每片1 位數(shù)據(jù)。

　　S_8 有效：DI0∶7>可分配到0∶7>或8∶15> 8片上，每片1 位數(shù)據(jù)。

　　S_16 有效：DI0∶15>剛好分配到16片上，每片1 位數(shù)據(jù)。

　　至于上述究竟存儲(chǔ)到哪些片上以及具體存儲(chǔ)到片內(nèi)哪根位線上則由列譯碼控制。

　　3.2.2 譯碼控制

　　行譯碼采用了常用的3-8 譯碼器，3-8 譯碼器內(nèi)由與門組成。第一級(jí)用兩個(gè)3-8 譯碼器，輸入端接入行地址ADDR5∶0>，第二級(jí)用64 個(gè)與門把第一級(jí)譯碼進(jìn)一步譯出來，可實(shí)現(xiàn)64 行中選出1 行。

圖2 64 選1 行譯碼

　　列譯碼相對較復(fù)雜，首先將列地址分為兩組，一組用于片選譯，一組用于片內(nèi)譯碼。片選地址由ADDR11∶8>組成，片內(nèi)譯碼由ADDR7∶6>組成。

　　片選地址譯碼由地址和地址使能組成，而地址使能則是由WIDTH_SEL0∶2>配置決定的。

圖3 片選譯碼

　　譯碼所得的A11∶8>_DEC0∶15>即可實(shí)現(xiàn)片選存儲(chǔ)。當(dāng)配置為1 位時(shí)，4 位地址均有效，譯出的16位中只有1 位有效，只能選擇16 片中的1 片。當(dāng)配置為2 位時(shí)，ADDR11>使能無效，譯出16位中有連續(xù)2 位有效，能選擇16 片中連續(xù)2 片。當(dāng)配置為4 位時(shí)，譯出16 位中有連續(xù)4 位有效，能選擇16 片中連續(xù)4 片。配置為8 位就能選擇16 片中的上8 片或下8 片。配置為16 位，4 個(gè)地址均無效，譯出的16 位全有效，16 片全選。經(jīng)過了片選的一級(jí)譯碼，列譯碼還需經(jīng)過第二級(jí)的片內(nèi)譯碼。

圖4 片內(nèi)譯碼