1.首先说SliceM和SliceL如何配置为ROM的
一个SLICE包含4个六输入查找表,因此每个查找表就能存储64bit的数据,要实现128bit的ROM,只需要通过两个LUT就可实现,具体如下表:
2.如何配置成为分布式RAM
SLICEM中的LUT如下图:
DI为输入的数据,WCLK为同步时钟,WE为使能信号,A[5:0]为地址总线、WA为写数据总线,LUT的输出Output是异步读取结果,输出端可选是否使用寄存器实现同步读。
(1)128×1的单口RAM
(2)128×1的双口RAM
(3)256×1的单口RAM
(4)32×2的四端口RAM
除了上述的方式,还可以将其当作两个5输入LUT,例如下图将其配置成32*2的四端口,这时候可以发现一个LUT其实只有32位深度,正式因为采用了5输入LUT的方式(1个6输入LUT中的两个5输入LUT分别配置成宽度位1bit、深度为32的RAM,公用一组地址线、写使能,写数据输入分别为DI1和DI2)。
3.如何配成成为移位寄存器
SILCEM相比SLICEL之所以能够配置成移位寄存器,是因为其LUT具有写数据端(DI1 DI2),写地址线(WA1-WA8),写使能端(WE),而SLICEL的LUT6没有。这样就可以将外部的数据输入进来,实现32位移位寄存器。
时序图如下:
如果要实现64/96/128移位寄存器,可以通过级联的方式实现。
但是如果希望设计的移位寄存器并不是32位或者32位的倍数呢?
任何32位都可以通过改变地址异步读出(在O6 LUT输出,在原语中称为Q),此功能在创建较小的移位寄存器(小于32位)时非常有用。例如,当构建一个13位移位寄存器时,将读地址设置为第13位对应的地址即5'b1101,这时候输出可以选择Output(Q)或者Registered Output,可以实现同步获取移位寄存器输出。(LUT的读是异步的)
4.与LUT相关的原语
(1)多路复用器
原语 | 输入 | 资源 | 功能 |
MUXF7 | 两个LUT的输出 | F7AMUX/F7BMUX | 8选1选择器 |
MUXF8 | F7AMUX/F7BMUX的输出 | F8MUX | 16选1选择器 |
两种多路复用器的端口相同,如下:
- 数据输入端:I0,I1
- 控制信号:S
- 数据输出:O
问题:为何无论是8选1还是16选一,其输入都只有两个数?这样不是二选一吗?
实际上要明白这个需要联系上文中如何实现这些功能的。在上文的介绍中,MUXF7的输入是两个LUT的输出结果,这时相当于是二选一,而LUT又是一个4选1的选择器,因此实现了8选1的功能。
MUXF8实现16选1是在MUXF7的基础上,再对相邻的MUXF7/MUXF8的输出再进行选择,实现16选1的输出。
使用原语的例子如下:
MUXF7 MUXF7_inst (
.O(O), // Output of MUX to general routing
.I0(I0), // Input (tie to LUT6 O6 pin)
.I1(I1), // Input (tie to LUT6 O6 pin)
.S(S) // Input select to MUX
);
MUXF8 MUXF8_inst (
.O(O), // Output of MUX to general routing
.I0(I0), // Input (tie to MUXF7 L/LO out)
.I1(I1), // Input (tie to MUXF7 L/LO out)
.S(S) // Input select to MUX
);
(2)分布式RAM
- D:数据输入端
- WE:写使能
- WCLK:写时钟
- A[#:0]:地址
- O:移位输出
以32×1的单端口RAM为例:
RAM32X1S_1 #(
.INIT(32'h00000000) // Initial contents of RAM
)RAM32X1S_1_inst (
.O(O), // RAM output
.A0(A0), // RAM address[0] input
.A1(A1), // RAM address[1] input
.A2(A2), // RAM address[2] input
.A3(A3), // RAM address[3] input
.A4(A4), // RAM address[4] input
.D(D), // RAM data input
.WCLK(WCLK), // Write clock input
.WE(WE) // Write enable input
);
更多原语可按照下面这边文章里的步骤找到如何例化:
Xinlinx原语在哪查看如何使用/原语示例-CSDN博客
(3)移位寄存器
SRLC32E #(
.INIT(32'h00000000) // Initial Value of Shift Register
) SRLC32E_inst (
.Q(Q), // SRL data output
.Q31(Q31), // SRL cascade output pin
.A(A), // 5-bit shift depth select input
.CE(CE), // Clock enable input
.CLK(CLK), // Clock input
.D(D) // SRL data input
);
Xinlinx官方CLB文档如下:
7 Series FPGAs Configurable Logic Block User Guide (UG474) • 查看器 • AMD 技术信息门户