適用于納米級可編程邏輯器件的BRAM設(shè)計與研究.pdf

1、從1985年賽靈思公司正式推出第一款現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）以來，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)成元件的場效應(yīng)管的尺寸急速減小，從而使得 FPGA芯片的集成度越來越高。集成度的提高和芯片晶體管面積的縮減讓FPGA芯片運行頻率的提升成為了可能，進而具有了高速的運行速度。
　　隨著集成電

2、路設(shè)計水平的不斷提高，我們對存儲器的存取速度、存儲容量的需求也越來越高。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開發(fā)軟件，采用65nm工藝設(shè)計了一款容量為36Kbit塊狀存儲器（Block RAM, BRAM），重點設(shè)計了BRAM中主要的電路單元，包括靜態(tài)存儲單元、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。容量18Kbit BRAM可被配置為單端口RAM、雙端口 RAM、內(nèi)容地址存儲器等常用存儲結(jié)構(gòu)，是 FPGA芯片實現(xiàn)各種存儲功能的主要部分。FPGA芯片通過可編程邏輯（Configurable Logic Block, CLB）以及塊狀存儲器 BRAM給用戶提供各種不同的存儲資源。
　　在此基礎(chǔ)上，本文針對千萬門級 FPGA芯片

4、給出容量36K BRAM的具體功能以及實現(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、支持奇偶校驗位寫入和讀出。同時，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功能和實現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上，對整個 BRAM模塊進行設(shè)計與研究，實現(xiàn)了千萬門級 FPGA芯片中整個BRAM模塊的設(shè)計和仿真功能驗證。仿真的結(jié)果表明，本文設(shè)計的容量36K BRAM符合千萬門級FP