適用于納米級(jí)可編程邏輯器件的BRAM設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、從1985年賽靈思公司正式推出第一款現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）以來(lái)，F(xiàn)PGA得到了迅猛的發(fā)展。FPGA芯片的發(fā)展方向非常豐富，由于現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，作為FPGA芯片的最基本構(gòu)成元件的場(chǎng)效應(yīng)管的尺寸急速減小，從而使得 FPGA芯片的集成度越來(lái)越高。集成度的提高和芯片晶體管面積的縮減讓FPGA芯片運(yùn)行頻率的提升成為了可能，進(jìn)而具有了高速的運(yùn)行速度。
　　隨著集成電

2、路設(shè)計(jì)水平的不斷提高，我們對(duì)存儲(chǔ)器的存取速度、存儲(chǔ)容量的需求也越來(lái)越高。因此，本文在分析了Xilinx的Virtex系列 FPGA的體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使用ISE9.1和candence開(kāi)發(fā)軟件，采用65nm工藝設(shè)計(jì)了一款容量為36Kbit塊狀存儲(chǔ)器（Block RAM, BRAM），重點(diǎn)設(shè)計(jì)了BRAM中主要的電路單元，包括靜態(tài)存儲(chǔ)單元、靈敏放大器以及外圍電路。
　　本文首先介紹了FPGA芯片的整體架構(gòu)以及FPGA芯片和BRAM的發(fā)

3、展現(xiàn)狀，并指出可編程存儲(chǔ)模塊 BRAM的重要性。其次本文完成了容量18Kbit BRAM模塊的電路設(shè)計(jì)。容量18Kbit BRAM可被配置為單端口RAM、雙端口 RAM、內(nèi)容地址存儲(chǔ)器等常用存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，是 FPGA芯片實(shí)現(xiàn)各種存儲(chǔ)功能的主要部分。FPGA芯片通過(guò)可編程邏輯（Configurable Logic Block, CLB）以及塊狀存儲(chǔ)器 BRAM給用戶提供各種不同的存儲(chǔ)資源。
　　在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)千萬(wàn)門級(jí) FPGA芯片

4、給出容量36K BRAM的具體功能以及實(shí)現(xiàn)方案。該模塊支持多種地址和數(shù)據(jù)位寬縱橫比組合、多種讀接口和寫接口數(shù)據(jù)帶寬轉(zhuǎn)換、支持奇偶校驗(yàn)位寫入和讀出。同時(shí)，該模塊新增了集成FIFO控制邏輯和集成ECC控制邏輯功能。
　　最終，在研究與分析 BRAM功能和實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè) BRAM模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，實(shí)現(xiàn)了千萬(wàn)門級(jí) FPGA芯片中整個(gè)BRAM模塊的設(shè)計(jì)和仿真功能驗(yàn)證。仿真的結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的容量36K BRAM符合千萬(wàn)門級(jí)FP