Zynq的BRAM介绍及操作

1. BRAM介绍

BRAM 就是Block Memory，是Zynq的PL端的存储RAM单元，可以配置为双口RAM，用于实现Zynq中PS端到PL端的数据交互和共享，类似为Linux中的内存共享，也就是将数据写入共同可访问的数据空间，PS和PL端各自访问来达到信息交流的目的。

在这里我们有这样一种比较好的思维推荐：可以在一个BRAM中将一部分地址空间用于PS只写PL只读，剩下的地址空间用于PL只写PS只读。这样PS和PL之间的访问就不会出现读写冲突错误，当然，你也可以用2个BRAM来实现。

2. BRAM的PL端使用

BRAM的访问可以通过AXI总线访问或者把它当做RAM用读写逻辑操作。

其中，通过AXI总线操作就需要一个AXI接口的BRAM控制器，可以调用IP核或者自己写一个这样的AXI主机，另外控制逻辑还需要编写一个AXI总线的主机来通过AXI总线来操作BRAM，如下图：

上图AXI主机通过AXI总线控制AXI_BRAM_CTRL访问BRAM

另一种方式，就是把它当做我们常用的RAM，编写读写RAM的逻辑来操作BRAM，不通过AXI总线访问，如下图：

上图向BRAM中乒乓写入数据流

另外，我们是否可以不用BRAM来存储数据，用PL端的reg来储存数据，这样的话，PS端来直接操作这些寄存器，相当于只用BRAM的读写端口，特别是PS通过一些简单的指令来控制PL端的操作，还是很有用的。对应的代码操作如下图：

上图PS通过BRAM接口来访问一些控制寄存器

3. BRAM的PL-PS接口

BRAM的PS-PL接口相对比较简单，因为这些接口都是基于AXI总线的，都是调用IP核来实现，如下图：

4. BRAM的PS端使用

BRAM的PS端就是ARM对BRAM的读写，BRAM的读写就2个函数，即一个读，一个写，可以在底层库文件xbram_hw.h中找到，函数格式如下图：

因此，读写BRAM的操作如下：

data = XBram_In32(XPAR_BRAM_1_BASEADDR+0);

XBram_Out32(XPAR_BRAM_0_BASEADDR+0, 250);

5. BRAM的PS操作Bug

现象：每次Debug运行到BRAM读写函数时，发现调试的ARM直接跑飞，屡试不爽；

原因：因为BRAM数据位宽设的是32位，而此时读写字节地址不是4的倍数，最终导致CPU访问无效地址后直接跑飞。如下面的操作就会导致ARM跑飞：

XBram_Out32(XPAR_BRAM_0_BASEADDR+1, 250)。

举一反三：CPU跑飞大部分是地址访问出错，程序指令阻塞等原因，可以作为以后调试的一个经验。

6. 总结

BRAM的操作虽然很简单，但可以给我们提供了Zynq中PS与PL互相通信更多的思路，同时，PS访问BRAM导致ARM跑飞这个Bug，也同样给了我们导致CPU跑飞的启发：因为CPU也是不断的访问存储器执行指令，当读取或者译码指令出错了也会导致CPU跑飞。

另外，当PS端通过简单的几个控制reg控制PL的状态时，可以不用PL端BRAM的共享数据，用PL端的Reg来共享数据，能达到同样的效果，但却可以节省PL端的BRAM资源。