如何用 verilog 综合出 RAM 和 ROM

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我是靠谱客的博主美好哑铃，最近开发中收集的这篇文章主要介绍如何用 verilog 综合出 RAM 和 ROM，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

如何用 verilog 综合出 RAM 和 ROM （使用 Block RAM)

(2006-07-28 10:41:20)

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分类： verilog

之前看过一个 xilinx 的分析报告，说最早的 FPGA 主要用作逻辑接口，后来集成度高了，逐渐开始被用来做 DSP。作逻辑接口的时候，对 RAM 或者 ROM 的需求不明显，所以就用多个逻辑单元的寄存器，组合成分布式的存储，这样做既浪费了逻辑单元，而且拼凑出来的存储器的速度也很低。所以当有需求拿 FPGA 做 DSP 开始，FPGA 就开始集成专用 RAM 了。

我开始用的第一块 FPGA 是 altera 的 Max10K10, 已经集成了三块专用 RAM，每块 256 bytes。当时用 schematic 的方式输入，拿一块做了 51 core 的 register file。

在设计中引入专用 RAM，面临的问题包括：

如何写可综合代码
如果是 ROM，如何初始化内存单元的值
如何参与仿真

可综合出 RAM 或 ROM 的代码

按照 xilinx 和 synplify 的说法，异口同声要求实例化 Block RAM。这样做好处是效率高，可以肯定综合结果是什么。坏处当然是没有移植性，拿到 altera 就玩不转。所以 xilinx 网站上只有这一种方式。搁着 synplify 这么好的综合工具，不让它去自动综合也对不起它啊。

综合 RAM 比较简单：

reg [width-1:0] ram [length-1:0];

这样就 ok。前提是 length 要足够长，如果只有很少的单元，它还是会综合到逻辑单元里头。如果希望让 synplify 更智能一点，就加上指示：

手册里面还有更多的细节。

初始化ROM

把 $readmem 放在 initial 里面可以初始化 RAM，不过这仅限于仿真。synplify 根本就 ignore initial，所以综合器还都不支持用 $readmem 初始化存储器。synplify 提供更聪明的办法综合 ROM。写法如下：

reg [7:0] data_out ;
always @(posedge clk)
  if (en)
    case (address)
      8'd0 : data_out = 8'd101;
      8'd1 : data_out = 8'd251;
      8'd2 : data_out = 8'd112;