Eingebetteter RAM-Speicher in FPGAs Was ist Block Memory (Block RAM, BRAM)?

Block Memory (BRAM) ist ein RAM-Typ, der in Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) als eingebetteter RAM zum Einsatz kommt. Er ist für unterschiedliche Zwecke wie für Bufferspeicher oder FIFO-Speicher nutzbar. BRAM hat pro Speicherblock eine feste Speichergröße von 4, 8, 16 oder 32 Kilobit und kann in unterschiedlicher Anzahl von Speicherblöcken auf einem FPGA vorhanden sein.

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Block Memory wird auch als Block RAM bezeichnet. Die Abkürzung lautet BRAM. Es handelt sich um einen bestimmten Typ von Random Access Memory, der als eingebetteter RAM-Speicher in Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) neben weiteren Komponenten wie Flip-Flops, Look-Up Tables (LUTs) und Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommt.

Die Gesamtspeicherkapazität eines FPGAs unterscheidet sich abhängig vom Typ und von der Anzahl der Speicherblöcke. Die Speichergröße je Speicherblock ist jedoch fest und beträgt zum Beispiel 4, 8, 16 oder 32 Kilobit.

Block Memory ist für verschiedene Datenspeicherzwecke nutzbar. Er kann unter anderem als Bufferspeicher, Cache oder FIFO-Speicher verwendet werden. Je nach Verwendung wird unterschiedlich viel Block RAM benötigt. BRAM ist als Dual-Port-RAM-Modul ausgeführt, ist aber auch für Single-Port-Anwendungen einsetzbar.

Grundsätzliches zum Field Programmable Gate Array (FPGA)

FPGA ist das Akronym für „Field Programmable Gate Array“. Es handelt sich um einen integrierten Schaltkreis mit einer programmierbaren Logikgatter-Anordnung. Die Schaltungsstruktur und die auszuführende Logik des FPGAs lassen sich über eine Hardware-Beschreibungssprache konfigurieren. FPGAs sind für verschiedene Zwecke wie System-on-a-Chip-Anwendungen (SoC-Anwendungen) einsetzbar und in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich.

Wichtige Komponenten des Field Programmable Gate Arrays sind Flip-Flops, Look-Up Tables (LUTs), Signalprozessoren (DSPs), Eingangs-/Ausgangs-Blöcke, Taktgeneratoren und Speichermöglichkeiten wie BRAM. Neben dem eingebetteten Block Memory lassen sich Daten auch außerhalb des FPGAs beispielsweise mithilfe von SRAM, DRAM, Speicherkarten und anderen Technologien speichern. Die Verschaltung der verschiedenen Logikbausteine und Komponenten ist flexibel in großen Freiheitsgraden konfigurierbar.

Merkmale und Verwendung von Block Memory

Block RAM hat pro Speicherblock eine feste Speichergröße von 4, 8, 16 oder 32 Kilobit und kann in unterschiedlicher Anzahl von Speicherblöcken auf einem FPGA vorhanden sein. Es sind FPGAs mit einem Megabit an Blockspeicher und mehr erhältlich. Mithilfe des Block RAMs werden beispielsweise Buffer, Caches oder FIFO-Speicher realisiert. BRAM ist als Dual-Port-RAM-Modul ausgeführt, lässt sich aber auch in der Single-Port-BRAM-Konfiguration verwenden. Je nach Verwendung werden ein oder zwei Ports zum Lesen oder Schreiben der Daten genutzt.

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