ULX3SでブロックRAMを推論させたい

ULX3SはLattice社のECP5というFPGAチップを利用している。

Verilogで書いたメモリをECP5上でブロックRAMとして推論させてみる。

推論される条件

Verilogで書いた配列のうち、条件に当てはまるものがブロックRAMとして推論されるらしい

クロックに同期して値が書き込まれる

クロックに同期して値が読み出される

配列のサイズがある程度の大きさ以上（厳密な条件は不明）

（例）1ワード8ビットの場合

要素数が256個 → ブロックRAMとして推論されない

要素数が280個 → ブロックRAMとして推論される

サンプルコード

以下のようなコードを作成。以下の pattern の部分がブロックRAMとして推論される

code:test.sv

module test(

input clk,

);

initial begin

for (integer i = 0; i < 512; i = i + 1) begin

// i の値を8ビットのパターンに変換

end

end

// 1秒ごとにLEDのパターンを変更

wire count_next = (count < 25000000)

? count + 1

: 0;

wire index_next = (count == 0)

? index + 1

: index;

always @(posedge clk) begin

count <= count_next;

index <= index_next;

led <= led_next;

end

endmodule

以下のコマンドでビルド

code:sh

yosys -p "read_verilog -sv test.sv" -p "synth_ecp5"

code:sh

2.47. Printing statistics.

=== test ===

Number of wires: 10

Number of wire bits: 97

Number of public wires: 10

Number of public wire bits: 97

Number of ports: 2

Number of port bits: 9

Number of memories: 0

Number of memory bits: 0

Number of processes: 0

Number of cells: 5

DP16KD 1 <== これが表示されればOK！！

LUT4 2

TRELLIS_FF 2

配列のサイズが小さいとブロックRAMにならない

パターン配列のサイズを 512→256 にしたところ、ブロックRAMが推論されなかった

code:test.sv

code:sh

2.47. Printing statistics.

=== test ===

Number of wires: 7

Number of wire bits: 52

Number of public wires: 7

Number of public wire bits: 52

Number of ports: 2

Number of port bits: 9

Number of memories: 0

Number of memory bits: 0

Number of processes: 0

Number of cells: 5 <== DP16KDがいない！！！

LUT4 2

TRELLIS_FF 3

（メモ）ECP5のメモリプリミティブ

ブロックRAM系

シングルポートRAM (RAM_DQ)

EBR SP16KD

デュアルポートRAM (RAM_DP_TRUE)

EBR DP16KD

擬似デュアルポートRAM (RAM_DP)

EBR PDPW16KD

分散RAM

分散シングルポートRAM (Distributed_SPRAM)

PFU SPR16X4C

分散デュアルポートRAM (Distributed_DPRAM)

PFU SPR16X4C

分散ROM (Distributed_ROM)

PFU ROMnx1a

ROM

FIFO

デュアルクロックFIFO (FIFO_DC)

参考

ECP5 and ECP5-5G Memory User Guide

ecp5: LiteX dual clock memory may fail to map to DP16KD

分散RAMとブロックRAM