[发明专利]一种FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核有效
申请号: | 201310459013.0 | 申请日: | 2013-10-07 |
公开(公告)号: | CN103500584B | 公开(公告)日: | 2016-10-26 |
发明(设计)人: | 来金梅;张昕睿;王键 | 申请(专利权)人: | 复旦大学 |
主分类号: | G11C11/413 | 分类号: | G11C11/413 |
代理公司: | 上海正旦专利代理有限公司 31200 | 代理人: | 陆飞;盛志范 |
地址: | 200433 *** | 国省代码: | 上海;31 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 fpga 独立 端口 bram ip | ||
1. 一种FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,以SRAM阵列(105)为存储中心,分别连接输入数据通路、输出数据通路以及地址译码控制通路,同时由脉冲发生模块(110)产生控制整体电路的异步信号;其中:
所述输入数据通路包括输入缓冲器(102)和输入数据位宽调整模块(103),用于锁存输入数据及实现输入数据位宽的可配置性;
所述输出数据通路包括灵敏放大器(106)、输出位宽调整(107)及输出锁存器(108),其中,灵敏放大器(106)用于对从SRAM中读取出的数据进行模拟转数字的差分放大以保证后续数据的正确传输,输出位宽调整模块(107)用于确保输出数据位宽的可配置性,输出锁存器(108)用于对输出数据进行锁存;
所述地址译码控制通路由一级行列译码模块(111)和二级行列译码模块(104、112)构成,用于对输入地址进行译码,控制相应的字线和位线;
所述脉冲发生模块(110)是根据输入时钟、输入使能及反馈信号产生控制整体电路工作的电路脉冲,使得电路的各个模块在特定的异步时序下进行工作。
2. 根据权利要求1所述的FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,还设有FIFO控制器(109),在IP核配置为FIFO功能时,FIFO控制器(109)与脉冲发生模块(110)进行配合,共同控制FIFO的时序。
3. 根据权利要求1或2所述的FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,还设有初始化SRAM阵列(101),用于对BRAM的初始化,通过在输入缓冲器(102)中加入可选输入端口功能,保证在配置为ROM时输入数据来自初始化SRAM阵列(101);而配置为BRAM和FIFO时,数据来自正常的数据输入端。
4. 根据权利要求3所述的FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,引入动态电路模拟单元反馈的控制模式,通过模拟信号的传输路径来动态的反馈信号延迟,从而得到准确的时序控制信息以保证数据传输的可靠性;
时钟上升沿到来时,脉冲发生模块(201)的WS信号和GTP信号由低电平变为高电平;WS信号传过整个存储单元(207)的高度的位线直到模拟字线驱动单元(204)和字线模拟单元(205),来模拟字线产生的过程;随后信号传输到位线模拟单元(203)来模拟数据在位线上传输的过程,最后作为FB 反馈信号传输到脉冲发生模块(201)以产生控制输出数据;当FB信号的上升沿到来时,GTP的信号产生下降沿,传递给输出数据路径模块(208),表示可以开始采集数据,保证数据的正确采入。
5. 根据权利要求4所述的FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,还进行功耗优化,包括静态功耗优化和动态功耗优化;静态功耗优化主要是减少静态下的漏电流;动态功耗优化,主要是通过优化驱动能力从而缓解互拉问题,即通过降低SRAM内部节点输出的驱动能力和位线上拉控制电路的驱动能力来减弱互拉情况,从而大幅度降低动态功耗。
6. 根据权利要求5所述的FPGA内嵌独立双端口BRAM IP硬核,其特征在于,所述动态功耗优化的方式为:
(1)采用当前工艺下允许的最小尺寸MOS管设计NMOS传输门,使得从SRAM内部节点读出的数据通过传输门后的驱动能力减弱,从而降低互拉电流;
(2)由于二级列译码模块就是具有上拉位线电路模块(302)的电路结构;读出操作时,数据从8管SRAM单元(402)读出到位线上,此时WS信号保证电路模块(409)关闭,位线上的数据能够不受影响的传入敏感放大器(404)以及后续模块数据存储器(405)并最终读出;完成读出操作后,WS信号保证电路模块(409)打开,位线由BL= ~BL_被驱动为BL=BL_= ”1”,上述的驱动能力的互拉就会形成并产生较大的动态电流;通过加入降压弱驱电路(301/403)使得上拉的驱动能力减弱,即降低位线上被置为高电平时的实际电压,从而减少该部分电路与SRAM存储节点间的电压竞争而引起的功耗。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于复旦大学,未经复旦大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201310459013.0/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。