Block RAM的性能与功耗

设计中如果大量使用Block RAM，可通过一些综合属性管理RAM的实现方式以满足系统对性能与功耗的需求。以32Kx32bit RAM为例，目标芯片为UltraScale，通过使用综合属性cascade_height来管理Block RAM的级联高度，如下图所示。

当级联高度分别为1、32和8时，其实现方式如下图所示。不难理解，若级联高度为1，在同一时间32个Block RAM均处于激活状态；若级联高度为32，同一时间只有1个Block RAM处于激活状态，但级联长度最长，尽管有专用级联走线，但毕竟要穿越时钟域，有可能无法实现；若级联高度为8，同一时间有4个Block RAM处于激活状态。相比之下，级联高度为1时，Fmax最大，功耗也最高；级联高度为32时，Fmax最小，但功耗也最小；级联高度为8时，Fmax和功耗均介于前两者之间，可在功耗与性能之间获得折中。

还有一个综合属性ram_decomp，可进一步帮助降低系统功耗。以8Kx36bit RAM为例，采用如下图所示的四种实现方式。其中，第4种实现方式同时使用了cascade_height和ram_decomp两个综合属性。

相比下来，第4种实现方式可获得性能和功耗的折中。第1种和第3种实现方式是一致的，均获得较低的功耗。第2种方式功耗最高。

当两个综合属性同时作用于同一个信号上时，可采用如下方式。注意在System Verilog中，两个综合属性之间需要用逗号隔开。

结论：

-使用大深度的RAM时，可通过综合属性cascade_height和ram_decomp管理RAM的实现方式，以获得性能与功耗的折中

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Block RAM的基本结构

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UltraRAM的基本结构