????????大家好我是酸菜魚，這個系列著重講解數(shù)字ic或FPGA實習(xí)面試及秋招面試的高頻手撕代碼題。

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雙端口RAM

????????這篇文章來介紹雙端口RAM，目的是為后續(xù)的同步FIFO和異步FIFO打下基礎(chǔ)，我們都知道其實FIFO就類似一個RAM，但是它對輸入輸出的信號做了處理，可以使得數(shù)據(jù)在跨時鐘域的時候不會出錯。寫FIFO都是要調(diào)用RAM的，那么一個雙端口RAM怎么寫呢？

????????雙端口RAM分很多種，同步雙端口RAM（讀寫同時鐘），異步雙端口RAM（讀寫分別用讀時鐘和寫時鐘），以及每種雙端口RAM又分為偽雙端口RAM和真雙端口RAM。偽雙端口RAM是指有兩個讀寫通道，其中一個用來讀另一個用來寫。而真雙端口 RAM 指的是有兩個讀寫端口,每個端口都可以獨立發(fā)起讀或者寫。

????????而單端口RAM就是對一個通道又讀又寫。

????????一個偽雙端口RAM，一個通道讀，一個通道寫，寫通道有寫數(shù)據(jù)、寫地址和寫使能，讀通道有讀數(shù)據(jù)、讀地址和讀使能，再加上輸入時鐘，構(gòu)成輸入輸出的端口。一個簡單的雙端口RAM可以寫成如下：

用兩個過程語句塊描述，一個通道讀，一個通道寫。如果是異步的時鐘，即讀寫不是同一時鐘的話，可以修改兩個過程語句塊的敏感事件列表，一個改成always@（posedge clkw），另一個改成always@(posedge clkr)即可。

而對于一個真雙端口RAM，兩個通道即可讀又可寫，怎么處理呢？

????????真雙端口RAM，每個通道都有通道使能、輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址、寫使能、通道時鐘六個端口，所以真雙端口RAM共有12個端口。通道a一套，通道b一套。

????????對真雙端口RAM的一個通道來說，當(dāng)通道使能時，如果寫使能，則把值寫入到RAM的addra地址，并讀出RAM位于addra地址的舊的值。如果寫不使能，則讀出RAM位于addra地址的數(shù)據(jù)。

testbench：

仿真波形：

????????之所以輸出數(shù)據(jù)會出現(xiàn)紅線，是因為RAM的一開始數(shù)值是不確定的，所以在每次切換地址后，讀取出來的RAM對應(yīng)地址的舊的值是不確定的，所以是紅線。過一個周期后，改地址被寫入新的值，新的值被讀出，所以有data_o_a/b有數(shù)據(jù)。

????????當(dāng)然我們這里還要提一下，可能有人會問，你這里不會出現(xiàn)讀寫沖突嗎。你這里怎么判斷空滿，寫滿了怎么停止寫入，讀空了怎么停止讀出呢？

????????對于第一個問題，兩個通道對RAM的同一塊地址同時進行讀寫，這個的解決辦法是在一開始的時候，就不要讓addra=addrb，解決問題的最好辦法就是不讓問題發(fā)生。

????????對于第二個問題，關(guān)于地址指針和空滿判斷其實不屬于RAM的范疇，RAM可以把它理解為一個存儲的空間，具體的指針控制和空滿判斷其實是RAM外部添加的一些控制信號。不屬于RAM的范疇，具體如何解決地址指針移動及空滿判斷問題，會在同步FIFO及異步FIFO中給出詳細解答。