URAM和BRAM有什么区别

无论是7系列FPGA、UltraScale还是UltraScale Plus系列FPGA，都包含Block RAM（BRAM），但只有UltraScale Plus芯片有UltraRAM也就是我们所说的URAM。BRAM和URAM都是重要的片上存储资源，但两者还是有些显著的区别。

容量

BRAM的容量为36Kb，且可当作两个独立的18KbBRAM使用。对于一个36Kb的BRAM，其最能达到的最大位宽为72bit。URAM容量为288Kb，一个URAM深度为4K（4×1024），宽度为72b。

时钟

BRAM有两个时钟，在RAMB36E2的Primitive声明中就可以看到这两个时钟CLKARDCLK和CLKBWRCLK。而URAM只有一个时钟，在URAM288的Primitive声明中可以看到该时钟CLK。尽管在使用XPM_MEMORY实例化URAM时可以看到clka和clkb，但这两个端口最终都连接到URAM的物理端口CLK上。

初始值

BRAM的初始值是可以设定的，无论BRAM是单端口、简单双端口还是真双端口都可以通过COE文件设定其初始值。而URAM的初始值只能为0，且无法更改，换言之，其初始值是不可设定的。这也就意味着BRAM可以配置成ROM而URAM不可以。

工作模式

BRAM可配置为单端口、简单双端口和真双端口，但对于URAM，不能简单地将这三种模式映射过来，其工作行为如下图所示。可以看到，A/B端口不是独立的，例如，A端口读而B端口写同一地址，读出的是该地址原有数据；A端口写而B端口读同一地址，读出的是新写入的数据。

图片来源：Table 2-6, ug573

实例化方式

对于BRAM，可采用原语、XPM_MEMORY、RTL代码或者IP Core的方式进行实例化，但URAM目前只支持原语、XPM_MEMORY和RTL代码的方式。相比而言，XPM_MEMORY的方式更为快捷，也是Xilinx建议的方式。

级联方式

BRAM和URAM都可级联，只是级联方式不同。在使用BRAM时，我们只需要设定宽度和深度，并根据时钟频率合理选择Latency，也就是选择是否需要使用BRAM自带的输出寄存器或Slice中的寄存器。而URAM提供了专门的级联寄存器，同样需要根据时钟频率合理选择Latency，此时会影响到级联寄存器的使用。如下图所示，是4个URAM的级联情形。

文 | Lauren 图 | Lauren

Copyright @ Lauren的FPGA