ABB AI880A 3BSE039293R1
随着数字信号处理技术的不断发展，大容量可编程逻辑器件的不断涌现，FPGA技术越来越多地应用在大规模集成电路设计中。在此硬件系统设计中，经常会遇到需要大容量的数据存储的情况，下面我们将针对FPGA中内部BlockRAM有限的缺点，提出了将FPGA与外部SRAM相结合来改进设计的方法，并给出了部分VHDL程序。
2硬件设计
这里将主要讨论以Xilinx公司的FPGA（XC2S600E-6fg456）和ISSI公司的SRAM（IS61LV25616AL）为主要器件来完成大容量数据存储的设计思路。
FPGA即现场可编程门阵列,其结构与传统的门阵列相似,大量的可编程逻辑块(CLB,ConfigurableLogicBlock)在芯片中央按矩阵排列,芯片四周为可编程输入/输出块(IOB,Input/OutputBlock),CLB行列之间及CLB和IOB之间具有可编程的互连资源(ICR,InterConnectResource)。CLB、IOB和ICR都由分布在芯片中的SRAM静态存储单元控制，SRAM中的数据决定FPGA的功能,这些数据可以在系统加电时自动或由命令控制从外部存储器装入。
在进行数据存储时，可直接将数据写入FPGA内部的BlockRAM中，在一定程度上减少了FPGA的资源分配。但FPGA内部自带的RAM块毕竟是有限的，当需进行大容量数据存储时这有限的RAM块是远远不能满足系统设计要求的。此时，就需要将FPGA与外部RAM相结合完成大容量数据存储。具体硬件电路如图一所示：
具体硬件电路
3IS61LV25616AL功能简介
IS61LV25616AL是IntegratedSiliconSolution公司（ISSI）的一款容量为256K×16的且引脚功能完全兼容的4Mb的异步SRAM，可为Xilinx公司的Spartan-2E系列FPGA提供高性能、高消费比的外围存储。除了256K×16异步SRAM外，ISSI还提供128K×16、512K×16、256K×8、512K×8和1M×8的异步SRAM。IS61LV25616AL引脚结构框图如图二所示：
.jpg)
IS61LV25616AL引脚结构框图
3.1主要特征
(1)工作电压：3.3伏；
(2)访问时间：10ns、12ns；
(3)芯片容量：256K×16；
(4)封装形式：44引脚TSOPII封装，也有48引脚mBGA和44引脚SOJ封装；
(5)采用0.18μm技术制造。
3.2引脚功能
(1)A0～A17：18位的地址输入线；
(2)IO0～IO15：16位的三态数据输入输出线；
(3)写控制线；
(4)片选信号；
(5)输出使能信号；
(6)低字节、高字节使能信号；
(3)～(6)的控制线均为低电平有效。
3.3控制逻辑电路设计
如图三所示，控制逻辑由FPGA来实现。主要包括读地址产生器、写地址产生器、读写时钟信号产生器及读写控制等几部分。下面分别加以讲述。
控制逻辑电路
(1)写地址产生器：由于设计时采用256K×16的SRAM，故有18位地址，写地址产生器用18位计数器实现。靠外部时钟驱动，每进行一次写操作后,读写控制单元产生计数脉冲，使其增1，直到18位计数器计满再循环写入地址为0的空间。
(2)读地址产生器同上，也采用18位计数器实现，根据系统要求，每隔一定的采样周期将读地址指针偏移一定偏移量，并从该位置读取数据。
(3)读写地址选择器由于读写地址复用管脚，因此在读写操作时，必须选通相应的地址。这就需要由FPGA控制芯片上的等控制信号来对SRAM进行读写的操作。
(4)此外，由于读写之间的切换，数据线上的数据在切换瞬间如不加处理会出现混乱现象。因此，为避免读、写操作发生冲突，数据线呈三种状态，读数据、写数据及高阻态。在从写到读的过程中需给数据线上送高阻态。
(5)当需要对SRAM进行写操作时，由FPGA控制产生写地址选通信号，该选通信号为一单脉冲形式，如图四中该脉冲下降沿触发SRAM，告知开始对RAM进行写操作，使FPGA输出写地址，同时给数据线上送数据。在写操作期间，片选信号始终保持低电平，而写地址选通信号上升沿到来时使写地址计数器增1。以此类推，通过写地址选通信号高低电平变化完成对数据依次写入。需要注意的是，地址线和数据线在为高时可同时赋新值，但只有在变低后赋予数据线上的新值才有效。
1756-CNB
1756-CP3
1756-DNB
1756-ENBT
1756-IB16I
1756-TBCH
1756-IF16
2711-K6C15
SVNM-DPA
FVR008E7S-2
140CPU11303
140CRP81100
140DDI84100
140DRA84000
1756-BA2
1756-L61B
1756-PA75B
4KS-M240/20
1784-PKTX
1784-PKTX
1B30035H01
1C31194G01
1C31197G01
1747-L542
DSQC662 3HAC026054-001
GSK3LB
GSK3LB
DSQC327A
DSQC328A
E300 04380A
RD-023MS
140DAI74000
140CRP81100
6AV3503-1DB10
1485A-C2
1746-P3
1747-L532
1747-L551
1747-L553
1747-SDN
A06B-6114-H106
KSD1-08
KSD1-32
KSD1-48
MSD083A1XX
A03B-0819-C161
FBM201卡件与接线端子
FBM207C卡件与接线端子
JANCD-XI0O2
JANCD-XIO01B
P0904HA
A02B-0259-C221
1C31116G04
1756-IF8
140CPU65150
1771-IFE
1756-IF16
MSR6R/T
6ES5948-3UR23
Z4LC-C28
1394-SJT05-C-RL
A20B-2002-0031/03C
1746-IB32
1746-NI16I
1746-P4
1492-IFM40D24
140CPU67160
IC697ALG230
IC697ALG320
IC697BEM731
PCG550
1746-NI8
1746-NR8
1771-ID01
PH265-02（MDVX-100B)
140CPS11420
140CRA93100
1769-L32E
1769-PA2
1769-PA4
140XBE10000
140ARI03010
140CPU31110
140NOE77101
140CPS11420
140CRA93100
A03B-0819-C185
A03B-0823-C003
140DDO35300
A06B-6093-H152
6SN1145-1AA01-0AA2
INNIS21
A20B-2101-0012/04BR
P0911PV
6RB2100-ONA11
1756-L63B
140ARI03010
140CPS11420
NT600 044618-120
ZW-102PM
1756-BA1
140CRP81100
IMMFP01
140DDO35300
140CPU53414A
1746-A10
1746-A7
140DRA84000
1B30035H01
1C31129G03 1C31132G01
1C31224G01/1C31227G01
1C31234G01/1C31238H01
PCD2.M120
TM-200
140CPS11420
FBM04 P0400YE
P0500RY
140ACO02000
140CPS21400
140CPU67160
140CRP93200
140NOE77101
TSXAEY810
TSXASY800
51196694-300/U1
140DAI35300
140DRA84000
140ACI04000
140ACO13000
140CPS11420
140CPU31110
140XBP01000
140XTS00200
140ACI04000
140ACO13000
140DRA84000
1756-HSC
TSXAEY1600
3UF5011-3AB00-1
1794-IB32
1756-OF4
1756-A10
1756-OB16I
JUSP-OP05A
1203-CN1
1203-SG2
6GK1105-2AA10
1746-N04V
140ARI03010
140ACI03000
A860-2109-T302
1756-PA75
PTQ-PDPMV1
140DAI75300
140ACO13000
140CPS11420
140CPU43412A
140CRA93200
140CRP81100
140CRP93200
140DAO85300
140DDO35300
140ACI03000
140CPU67160
FBM07
PH566H-B
1756-OF8
IC200ALG260A
IC200ALG320
IC200ALG620
IC200CBL600B
IC200MDL650
IC200MDL740
IC200PWR101
6ES5135-3KB13
ROD700.0000-1800 ID：20374161
CI853K01 3BSE018103R1
140DDI35300
140DDO35300
140DRA84000
140CPU65150
140XBP01000
FCM10E
1C31116G04
PC-TIO-10 181197-01 REV
140DAO85300
1746-P2
578785-01
1756-ENBT/A
DAI03
DAO01
DLM02
DPW03
1787-DNPS
DB-2620A
1785-KE
6FC5357-0BB35-0AA0
6ES7414-3EM05-0AB0
TSXAEY1600
140CRP81100
1769-L32E
140ACI04000
IC698PSA350
140CPU65150
140DDO35300
AIM-S-NW25 D14641000
TP270-10
LS6804-I400A
RS-232C
A860-2020-T301
140ACI03000
1746-IB16
1756-IB32/B
1756-OB32/A
140CRP93200
140NOE77101
1746-IB32
1756-IF16
1756-OF8
1756-TBCH
AI775
140DDO35300
CMLH-11-150S06
140ACI04000
1769-L32E
1756-CNB
1794-IV16
140NOE77101
140CHS11000
140CPU67160
GF1-10TVD-102
MC 050 010 00000
140CPU67160
140CRP81100
DIGIFAS7100
DIGIFAS7105
DIGIFAS7116-L2-DP
3HAB8101-19
3HAB8101-3
5086-1702
1756-OB32
1746-OW16
1746-P4
1746SC-INI4VI
1746-A10
1746-OV8
LR3-0201
MDF60A-0022-5A3-4-00
MDV60A-0075-5A3-4-00
1787-DNPS
1746-A7
1746-IB32
1746-N2
1746-NI4
1746-NO4V
1746-OB32
1746-P1
1747-CP3
1747-L541
140CPS11420
1747-L551
6AV3503-1DB10
140ACI04000
140ACO13000
140CPS11420
140XBP01000
140XTS00200
140CRA93200
140CRP93200
1769-L32E
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1756-IF16
1756-L61
1756-OF8
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1769-L32E
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A860-2000-T301
1747-L542
120NQ045R
1746-NI8
140CRA93200
IPM240-5E
1756-OF8
2711-K9A1
V4550220-0100
1747-L541
1746-IB16
1746-P2
IC697ALG440
1756-TBCH
1756-TBNH
140CPS11420
140XTS00200
140XBP00600
1C31129G03 1C31132G01
5X00070G04/1C31116G04
CPCI-354T-1203
16182-1
PTQ-PDPMV1
SNAP-AITM-2
A9GTMEM-20MF
140CPU31110
P03-CPU21(V:2.5)
1746-P4
1747-L542
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140DDO35300
MK3H12014
1746-P2
1747-L542
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1747-L542
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3700A
FQM1S-MC233
1756-CNB
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EM210-20
PCI-2726CM
1756-L63
2801-YJC
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1746-OW16
1769-IQ32
1769-L32E
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1746-IV16
CPCI-3840
1747-L551
DSAI130D（3BSE003127R1）
"DSTD108P(3BSE018333R1
)"
CS512 DCN 3BUR980009R1
PU512V2
TC530
FBM217
F6217
1746-IM16
1746-NI4
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1746-NO4V
1746-OW16
1746-P4
1747-ASB
1747-L542
1747-SN
2711-K9A1
1746-IB16