雙端口RAM芯片主要應(yīng)用于高速率、高可靠性、對實時性要求高的場合，如實現(xiàn)DSP與PCI總線芯片之間的數(shù)據(jù)交換接口電路等。但普通雙端口RAM最大的缺點是在兩個cpu發(fā)生競爭時。有一方CPu必須等待，因而降低了訪問效率。

IDT公司推出的專用雙端口RAM芯片解決了普通雙端口RAM內(nèi)部競爭問題，并融合了中斷、旗語、主從功能。它具有存取速度快、功耗低、可完全異步操作、接口電路簡單等優(yōu)點，但缺點也非常明顯，那就是價格太昂貴。

為解決DT專用雙端口RAM芯片的價格過高問題，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司推出了一種全新的基于Actel PPGA的雙端口RAM的解決方案。該方案采用Actel FPGA實現(xiàn)，不僅具有IDT專用雙端口RAM芯片的所有性能特點，更是在價格上得到了很大改善，以A3P060雙端口RAM為例，在相同容量(2K字節(jié))下，其價格僅為IDT專用芯片的六分之一。

1 概述

(1)功能概述

基于Actd FPGA的雙端口RAM解決方案具有兩套獨(dú)立的地址線、數(shù)據(jù)線和控制信號線，允許兩個控制器件中的數(shù)據(jù)通過其同連接的存儲器來進(jìn)行通信。其功能特點有：

·內(nèi)含仲裁邏輯，可解決同時讀寫同一地址問題；

·具有中斷邏輯，允許通過端口直接進(jìn)行通信；

·帶有旗語通訊邏輯，允許兩個控制器共享資源；

·采用主、從模式，可方便地擴(kuò)展RAM數(shù)據(jù)寬度。

(2)系統(tǒng)框圖

圖1展示的是基于Actel FPGA的雙端口RAM解決方案外圍接口與內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。內(nèi)部結(jié)構(gòu)朔由RAM模塊、接口模塊、中斷模塊、仲裁模塊和旗語模塊構(gòu)成，該雙端口RAM解決方案引腳說明如表1所示。

該雙端口RAM功能完善，易于軟件編程和控制，速度也較快，非常適合于雙cPu共享內(nèi)存。其主要性能如下：

·允許同時讀取同一存儲單元；

·可進(jìn)行高速訪問，最高頻率可達(dá)60MHZ；

·利用M／S模式可級聯(lián)擴(kuò)展數(shù)據(jù)寬度；

·具有片內(nèi)端口仲裁邏輯和中斷標(biāo)志；

·片內(nèi)硬件支持端口間的旗語通訊；

·各端口完全異步操作；

·與TTL電平兼容，采用3.3V電壓供電。

2 詳細(xì)功能介紹

(1)中斷

在一個雙CPu系統(tǒng)中，一般均需要互相通信，這需要雙端口RAM中斷邏輯進(jìn)行中斷處理?；贏ctel PPGA的雙端口RAM解決方案中斷邏輯的最后兩個存儲單元(7FE和7FF)用作兩端口的中斷產(chǎn)生器。圖2展示的是中斷時序示意圖。

(2)仲裁

在雙端口RAM系統(tǒng)中，有時會發(fā)生雙CPU同時訪問同一存儲單元的情況，分兩種情況：第一種情況是一個CPU在讀，而另一個在寫，此時會讀出一個錯誤的數(shù)據(jù)；第二種情況是兩個CPU同時寫，此時寫入數(shù)據(jù)為兩端口數(shù)據(jù)之合成。仲裁邏輯電路則專門用于解決此問題，圖3展示的是仲裁邏輯示意圖。

(3)旗語

在雙端口RAM應(yīng)用中，經(jīng)常需要暫時指定一塊存儲區(qū)只供一端CPU使用。例如，把一個CPU運(yùn)算出的一批數(shù)據(jù)結(jié)果一次寫人存儲器供另一CPU調(diào)用，這種情況稱為塊配置。塊配置應(yīng)避免地址仲裁問題，因為一個CPU在使用塊配置時，不希望另一個CPu使用這些單元，旗語通訊邏輯提供了一套適于塊配置的功能，圖4展示的是旗語邏輯時序示意圖。

(4)雙端口RAM的擴(kuò)展

雙端口RAM的擴(kuò)展分為深度擴(kuò)展和寬度擴(kuò)展兩個方面，深度擴(kuò)展與常規(guī)的RAM擴(kuò)展一樣，如兩個A3P060雙端口RAM可擴(kuò)展為4k×8b的雙端口RAM。圖5展示的是寬度擴(kuò)展的邏輯框圖，兩個A3P060雙端口RAM可擴(kuò)展為2kx 16b雙端口RAM。

3 市場應(yīng)用

基于Actel FPGA的雙端口RAM解決方案主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)的存儲，可方便擴(kuò)展RAM容量。旗語功能可將RAM劃分為多個部分，方便進(jìn)行存儲塊操作。Actel FPGA雙端口RAM解決方案典型應(yīng)用如圖6所示。

4 小結(jié)

本文主要介紹了基于Actel FPGA雙端口RAM解決方案的擴(kuò)展功能(中斷、仲裁、旗語等)，以后還將推出更多基于Actel FPGA的產(chǎn)品和解決方案，敬請關(guān)注周立功公司的網(wǎng)站www.zlgmcu.com以獲得更多的信息。我們有著一個接近30i的FPGA團(tuán)隊提供強(qiáng)有力的售后服務(wù)和技術(shù)支持，解決用戶在產(chǎn)品使用和研發(fā)過程中遇到的困難。若有更多的需求可以與我們聯(lián)系，我們將會竭誠為您服務(wù)，并能關(guān)注下期的FPGA專題技術(shù)講座。