双口ram 简介及Verilog实现

简介：

RAM（Random Access Memory）,随机存储器，是一种用来暂时存储中间数据的存储器，掉电易失，按照类型可以分为单口ram，双口ram，其中双口ram又有简单(伪)的ram,真双端口ram，在异步FIFO的内部就是一个双端口ram存储数据，ram 是最简单的ip，在FPGA和ASIC设计中会经常用到成熟的ram，重点理解ram的输出输入特性，了解在项目中如何使用RAM，以及如何控制RAM的读出和写入。

 注意点

FIFO也是一个端口只读，一个端口只写，FIFO与伪双端口ram的区别在于，FIFO是先入先出，没有地址线，不能对存储单元寻址；而伪双端口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端口器件都可以完成，但是fifo不与要对地址进行控制，是最方便和简单的。

时序图查看相关的数据手册

Verilog代码实现

module RAM #(
    parameter FIFO_DATA_WIDTH = 3,
    parameter FIFO_ADDR_WIDTH = 2,

)(
    input clk_w ,
    input rst_w ,
    input clk_r ,
    input rst_r ,

    input full  ,
    input empty ,

    input w_en ,
    input r_en ,

    input [FIFO_ADDR_WIDTH-1:0] w_addr ,
    input [FIFO_ADDR_WIDTH-1:0] r_addr ,

    input [FIFO_DATA_WIDTH-1:0] data_in,
    output reg  [FIFO_DATA_WIDTH-1:0] data_out ,


);

//======================================================================================

reg  [FIFO_DATA_WIDTH-1:0] mem [{FIFO_ADDR_WIDTH{1'b1}}:0];
integer i ;
always @(posedge clk_w or negedge rst_w) begin
    if(!rst_w)begin
        for(i=0;i<=FIFO_DATA_WIDTH;i+i+1)begin
            mem[i] <= {FIFO_DATA_WIDTH{1'b0}} ;

        end 
    end 
    else if(w_en && full==0)begin
        mem[w_addr] <= data_in ;
    end 
    else begin
        mem[w_addr] <= {FIFO_DATA_WIDTH{1'b0}};
    end 
end

//===========================================================================

always@(posedge clk_r or negedge rst_r)begin
    if(!rst_r)
    begin
        data_out <= {FIFO_DATA_WIDTH{1'b0}};

    end 
    else if(r_en && empty==0)begin
        data_out <= mem[r_addr];
    end 
    else begin
        data_out <= {FIFO_DATA_WIDTH{1'b0}};
    end 

end 

endmodule

总结：

双口ram四种操作情况

1两个端口不同时对同一个地址单元写入数据。(ok)

2两个端口同时对一个地址单元读出数据（ok)

3两个端口同时对同一个地址单元写入数据（write err）

4两个端口同时对同一个地址单元，一个写入数据，一个读取数据（read err )