quartus之ram的IP測試

1、基本原理

ram，讀取存儲器，用於儲存數據。基本的原理就是使用時鍾驅動時序，利用地址區分位置，使用使能控制寫入。輸出的結果以寫入的位寬輸出。

2、實際操作

頂層代碼：

module ram(
    input clk,
    input rst_n,
    output [7:0] q
);
reg [7:0] address;
reg [7:0] data;

always@(posedge clk)begin
    if(!rst_n)begin
        address<=8'd0;
        data<=8'd0;
    end
    else if(address<8'd100)begin
        address<=address+1'b1;
        data<=address;
    end
end

ram_ip U1(
    .address(address),
    .clock(clk),
    .data(data),
    .wren(rst_n),
    .q(q)
);

endmodule

ram_ip是quartus中直接調用IP得到的文件，IP的所有設置均為默認。

測試文件：

`timescale 1ns/1ns
module ram_tb;

reg clk;
reg rst_n;
wire [7:0] q;

initial begin
    clk<=1'b0;
    rst_n<=1'b0;
end

always #10 clk<=~clk;

initial begin
    $monitor($time,,"q=%h",q);
    #20
    rst_n<=1'b1;
    #10000
    $stop;
end

ram U1_tb(
    .clk(clk),
    .rst_n(rst_n),
    .q(q)
);

endmodule

這個是測試的激勵文件，采用變量監測的方式得到想要的結果。

                    0 q=0030 q=xx
                   50 q=0090 q=01110 q=02130 q=03150 q=04170 q=05190 q=06210 q=07230 q=08250 q=09
                  270 q=0a
                  290 q=0b
                  310 q=0c
                  330 q=0d
                  350 q=0e
                  370 q=0f
                  390 q=10410 q=11430 q=12450 q=13470 q=14
490 q=15510 q=16530 q=17550 q=18570 q=19590 q=1a
                  610 q=1b
                  630 q=1c
                  650 q=1d
                  670 q=1e
                  690 q=1f
                  710 q=20730 q=21750 q=22770 q=23790 q=24810 q=25830 q=26850 q=27870 q=28890 q=29910 q=2a
                  930 q=2b
                  950 q=2c
                  970 q=2d
                  990 q=2e
                 1010 q=2f
                 1030 q=301050 q=311070 q=321090 q=331110 q=341130 q=351150 q=361170 q=371190 q=381210 q=391230 q=3a
                 1250 q=3b
                 1270 q=3c
                 1290 q=3d
                 1310 q=3e
                 1330 q=3f
                 1350 q=401370 q=411390 q=421410 q=431430 q=441450 q=451470 q=461490 q=471510 q=481530 q=491550 q=4a
                 1570 q=4b
                 1590 q=4c
                 1610 q=4d
                 1630 q=4e
                 1650 q=4f
                 1670 q=501690 q=511710 q=521730 q=531750 q=541770 q=551790 q=561810 q=571830 q=581850 q=591870 q=5a
                 1890 q=5b
                 1910 q=5c
                 1930 q=5d
                 1950 q=5e
                 1970 q=5f
                 1990 q=602010 q=612030 q=622050 q=63** Note: $stop    : D:/Library/FPGA_altera/A3_ram/ram_tb.v(20)
    Time: 10020 ns  Iteration: 0  Instance: /ram_tb

數據比較多，通過存儲器的視圖查看：

從前面的30ns時q的值為xx的情況可以看出，在一個完整的時鍾周期內，如果wren發生了變化，讀取的數據也將不確定。這也是異步時序的缺點，容易出現未知情況。如果使能信號為同步時序，則可以有效避免。

3、最后小結

ram還是使用的比較多的IP，一般的設計中需要處理大量的數據時，一般會采用ram來完成。與之相似的還有ROM，其值是直接配置好后讀取的，無法寫入，具體的操作和RAM類似。ROM數據的配置文件可以了解一下。