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从1985年赛灵思公司正式推出第一款现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)以来,FPGA得到了迅猛的发展。FPGA芯片的发展方向非常丰富,由于现代半导体技术的不断发展,作为FPGA芯片的最基本构成元件的场效应管的尺寸急速减小,从而使得FPGA芯片的集成度越来越高。集成度的提高和芯片晶体管面积的缩减让FPGA芯片运行频率的提升成为了可能,进而具有了高速的运行速度。随着集成电路设计水平的不断提高,我们对存储器的存取速度、存储容量的需求也越来越高。因此,本文在分析了Xilinx的Virtex系列FPGA的体系结构的基础上,使用ISE9.1和candence开发软件,采用65nm工艺设计了一款容量为36Kbit块状存储器(Block RAM,BRAM),重点设计了BRAM中主要的电路单元,包括静态存储单元、灵敏放大器以及外围电路。本文首先介绍了FPGA芯片的整体架构以及FPGA芯片和BRAM的发展现状,并指出可编程存储模块BRAM的重要性。其次本文完成了容量18Kbit BRAM模块的电路设计。容量18Kbit BRAM可被配置为单端口RAM、双端口RAM、内容地址存储器等常用存储结构,是FPGA芯片实现各种存储功能的主要部分。FPGA芯片通过可编程逻辑(Configurable Logic Block,CLB)以及块状存储器BRAM给用户提供各种不同的存储资源。在此基础上,本文针对千万门级FPGA芯片给出容量36K BRAM的具体功能以及实现方案。该模块支持多种地址和数据位宽纵横比组合、多种读接口和写接口数据带宽转换、支持奇偶校验位写入和读出。同时,该模块新增了集成FIFO控制逻辑和集成ECC控制逻辑功能。最终,在研究与分析BRAM功能和实现方案的基础上,对整个BRAM模块进行设计与研究,实现了千万门级FPGA芯片中整个BRAM模块的设计和仿真功能验证。仿真的结果表明,本文设计的容量36K BRAM符合千万门级FPGA设计的要求。