UltraRAM 是 UltraScale +? 系列中最新的存儲器模塊，能實現高達 500Mb 的總片上存儲容量，相當于賽靈思 28nm FPGA 片上存儲器容量的 6 倍。

傳統的 FPGA 和 SoC 包含的片上存儲器以 block RAM 和分布式 RAM 的形式存在。由于器件能以更高數據速率處理更多數據，因此越發需要將數據緩沖或存儲在靠近處理器的位置。

UltraScale+ 系列中的新產品是一款容量更大的稱為 UltraRAM 的靈活存儲器模塊。

UltraRAM 模塊可級聯在一起構成更大的片上存儲器。在設計中使用 UltraRAM 很簡單，因為賽靈思提供了所有必要工具，利用這些工具可以在設計中集成功能強大的最新模塊。
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緩沖與存儲的需求增加

UltraScale+ ? FPGA 和 MPSoC 能夠傳輸和處理的數據比前一代器件多得多。最大的 Virtex?UltraScale+ FPGA（即 VU13P）包含 128 個數據速率高達 32.75Gb/s 的 GTY 收發器，以及超過 11,000個 工作頻率接近 900MHz 的 DSP Slice。這樣可得到 8.4Tb/s 串行帶寬和 21 TMAC/s 的信號處理速度，因此，片上存儲器也需要實現同樣的增長，以使系統能夠有效地緩沖處理前進入的數據和處理后流出的數據。

到達（進入）UltraScale ? FPGA 器件， block RAM 和分布式 RAM 可作為快速和高效的片上存儲器。為了成功處理數百兆位的數據，通常需要使用外部存儲器，例如 DDR4、DDR3 或 RLDRAM3。

UltraScale+ 系列產品則采用一種新的存儲方法。UltraRAM 是一種大容量、重量輕的存儲器模塊，使UltraScale+ 器件具備 500Mb 以上的高能效、低成本片上數據存儲器，相當于賽靈思 28nm FPGA 片上存儲器的 6 倍。

靈活的級聯功能使得 UltraRAM 模塊能夠采用多種配置——既可單獨使用，也可在器件中將所有模塊連接在一起使用。這使得用戶能夠構建大小適合應用需求的存儲器陣列，并省去一些 PCB 上的外部存儲器組件，例如 QDR SRAM。

UltraRAM 細節與特性

賽靈思很多代的 FPGA 和 SoC 都采用分列架構，將不同資源列并排布置在一起。列的數量和高度直接決定 FPGA 或 SoC 的尺寸和容量。

大多數 Kintex? UltraScale+ 和 Zynq? UltraScale+ 器件都包含一列 UltraRAM ；高端 Virtex UltraScale+FPGA 則包含多達 5 列 UltraRAM。UltraRAM 可在設計中作為單個 288Kb 存儲器，或者連接在一起構成更大的 RAM 陣列。相同列中的所有 UltraRAM 都可連接在一起，通過專用的級聯路由傳送地址、數據和控制信號。在 Kintex UltraScale+ 和 Zynq UltraScale+ 器件中，級聯得到的 RAM 陣列可高達36Mb，在 Virtex UltraScale+ 器件中可達到 22.5Mb。Virtex UltraScale+ 系列中，所有 UltraRAM 列都可通過光纖路由連接在一起，在最大器件中可構成容量達 360Mb 的存儲器陣列。

每個 UltraRAM 模塊都是一個雙端口同步 288Kb RAM，采用深度為 4,096、寬度為 72 位的固定配置。端口 A 和端口 B 共享相同時鐘信號。在外部時鐘的單個周期內，端口 A 操作總是在端口 B 操作之前完成。每個端口在每個時鐘周期都可獨立執行一個讀操作或一個寫操作。當兩個端口在相同時鐘周期內以相同地址（即地址沖突）執行寫操作時，端口 B 的寫操作有效，因為端口 A 上的寫操作被覆蓋。當端口 A 執行讀操作，而端口 B 以相同地址執行寫操作時，端口 A 獲得存儲器陣列中的舊數據，然后端口 B 上的新數據被寫到存儲器陣列。當端口 A 執行寫操作，端口 B 執行讀操作時，端口 A 上的新數據被寫入存儲器陣列，新數據也被讀到端口 B。對于每個端口，當執行寫操作時，該端口的讀輸出不變，保持之前的值。

每個 UltraRAM 存儲器陣列的內容都被每個端口上的漢明碼單誤差校正雙誤差檢測 (SECDED) ECC碼保護，以確保數據完整性。啟動 ECC 后，UltraRAM 提供 64 位寬的被保護數據字。UltraRAM 的SECDED ECC 代碼與 block RAM 的兼容。這樣可實現端到端數據保護方案，即在一個存儲器輸入端進行編碼的數據，在下游存儲器輸出端對其進行解碼之前，可在多個流水線級、存儲器類型和 / 或邏輯上保持受保護狀態。

UltraRAM 每兩個端口包含多達四個流水線級，并可針對 1-4 個時鐘周期的時延進行配置。當通過級聯UltraRAM 搭建較大的 RAM 陣列時，時延取決于所用 UltraRAM 的數量（即陣列的大小以及目標工作頻率）。

功耗降低

UltraRAM 提供各種內置功能以最大化功率效率，通常無需用戶干預。這些功能包括 ：
? 將設計中不用的 UltraRAM 斷電
? 自動對不使用的流水線寄存器進行時鐘門控
? 當 UltraRAM 長時間不使用時，使其進入休眠模式