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打工人日报#20251105

news 2025/11/6 14:44:28

打工人日报#20251105

RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）

静态 RAM（SRAM, Static Random - Access Memory）

工作原理：SRAM 使用触发器（flip - flop）来存储数据。每个存储单元由多个晶体管组成，通常为 6 个晶体管，这些晶体管形成一个稳定的电路结构来保持数据。只要电源持续供电，存储在 SRAM 中的数据就会一直保持，无需刷新。
特点：
速度快：由于其简单的存储结构和快速的访问机制，SRAM 的读写速度非常快，能够满足高速数据处理的需求，例如在 CPU 的高速缓存（cache）中广泛应用。
成本高：每个存储单元需要多个晶体管，使得 SRAM 的集成度相对较低，单位容量的成本较高。
功耗低：不需要定期刷新，因此功耗相对较低。

动态 RAM（DRAM, Dynamic Random - Access Memory）

工作原理：DRAM 使用电容来存储数据，每个存储单元由一个晶体管和一个电容组成。电容充电表示 “1”，放电表示 “0”。然而，由于电容会逐渐漏电，导致存储的数据丢失，所以 DRAM 需要定期刷新（refresh）来保持数据的正确性。
特点：
容量大：相比于 SRAM，DRAM 每个存储单元的结构更简单，占用的芯片面积更小，因此可以在相同的芯片面积上集成更多的存储单元，实现更大的存储容量，常用于计算机的主内存。
速度较慢：由于需要刷新操作以及电容充放电的延迟，DRAM 的读写速度比 SRAM 慢。
成本低：单位容量的成本较低，适合大规模存储需求。
ROM（Read - Only Memory，只读存储器）
工作原理：ROM 在制造时或之后通过特定的编程方式将数据永久性地存储在其中。数据一旦写入，在正常工作条件下只能读取，不能轻易修改。不同类型的 ROM 其写入方式有所不同。
特点：
非易失性：即使断电，存储在 ROM 中的数据也不会丢失，常用于存储计算机启动代码（BIOS）、嵌入式系统的固件等重要的、不需要频繁修改的数据。
类型多样：常见的有掩模 ROM（Mask ROM），在制造过程中根据用户需求定制存储内容；可编程 ROM（PROM），用户可以一次性编程写入数据；可擦除可编程 ROM（EPROM），可以通过紫外线照射擦除数据后重新编程；电可擦除可编程 ROM（EEPROM），能够通过电气信号进行擦除和编程，操作更加方便；闪存（Flash Memory）是一种特殊的 EEPROM，具有快速擦写和大容量存储的特点，广泛应用于 U 盘、固态硬盘等设备。

Block Memory Generator IP 核

概述：Block Memory Generator 是一种知识产权核（IP 核），通常由 FPGA（Field - Programmable Gate Array）厂商提供，用于在 FPGA 内部生成定制化的块存储器。FPGA 内部有一定数量的块状存储资源，通过这个 IP 核，可以方便地将这些资源配置成满足特定需求的存储器。
功能特点：
灵活的配置选项：可以根据设计需求配置存储器的深度（存储单元的数量）、宽度（每个存储单元的数据位宽）。例如，可以配置成深度为 1024，宽度为 32 位的存储器，以满足不同的数据存储和处理要求。
多种存储类型：支持配置为不同类型的存储器，如单端口 RAM、双端口 RAM、ROM 等。单端口 RAM 只有一组读写端口，适用于大多数简单的存储需求；双端口 RAM 有两组独立的读写端口，允许在不同的时钟域或不同的逻辑模块同时对存储器进行读写操作，常用于数据交互频繁的场景。
初始化功能：能够对存储器进行初始化，即在生成存储器时可以加载预先设定的数据，例如在设计一个查找表（LUT）时，可以将查找表的初始值通过 IP 核的初始化功能加载到生成的 ROM 中。
参数化设计：IP 核采用参数化设计，用户可以通过修改参数来快速调整存储器的特性，而无需修改底层的硬件描述语言代码，提高了设计的灵活性和可重用性。
应用场景：
数据缓存：在数据处理系统中，用于缓存临时数据，例如在图像处理中，缓存图像数据以进行后续的算法处理。
指令存储：在一些嵌入式系统中，生成的 ROM 可以用于存储程序指令，类似于传统的 ROM 功能。
通信缓冲：在通信系统中，双端口 RAM 可作为数据缓冲，实现不同模块或不同时钟域之间的数据交换，确保数据的稳定传输。