IC设计：常见的ram访问冲突

ram冲突是几乎每颗芯片都需要关注的问题，部分场景下，ram访问冲突不容易验证到，容易造成芯片bug。ram访问冲突的类型通常有访问接口冲突和访问地址冲突。

术语解释：1r1w ram表示ram存在一个写口和一个读口，一共2个端口。1rw ram表示ram只有一个端口，此端口能写能读，同一个周期不能同时读写。1r1rw ram表示存在2个端口，其中一个端口只支持读操作，另外一个端口支持写操作和读操作(不能同时读写)。下文中的Logic访问指的由硬件逻辑发起的访问。csr表示可配置模块, 其对应的soft_access通常是由软件发起的对ram的访问，可能是读操作，也可能是写操作。

1、访问接口冲突

接口冲突，即多个访问请求同时访问一个ram的端口，例下图所示，logic 访问和soft访问同时竞争同一个端口。Case1所示为1rw ram(只有一个端口，能读能写)，逻辑读和逻辑写同时竞争一个端口。Case2所示ram(可以是多个端口的ram)，逻辑访问(读or写)和软件(写or读)访问同时竞争一个端口。

危害：接口冲突类型中，如果某一个访问存在高优先级，那么低优先级访问可能一直无法响应。轻则导致访问失败，重则模块挂死。

解决方案：高优先级访问接口需要控制连续访问次数，必须在一定时间内插入空拍。

2、访问地址冲突

我们以1r1w的ram和1R1RW的ram为例进行讲解。如图所示：访问地址冲突，指的是读操作和写操作同时访问且地址相同。注意：此处的同时并不一定是同一个周期，同时指的是从ram读接口收到读操作直到返回读数据的若干个周期内(一般是1~3周期)。例如T0 clk，ram收到对addr(0x10)的读操作，T1 clk，读数据还未返回，此时ram收到对addr(0x10)的写操作，这种也算读写地址冲突。

危害：发送读写地址冲突时，读返回的数据可能不符合期望，读返回的可能是不确定值，可能是新值(写操作写入的值)，也可能是旧值(不同厂家不同类型的ram响应因为不一样)，部分厂家支持ram定制返回新值或者旧值，部分厂家ram返回的就是不确定值。读到不确定值明显会影响模块功能。

解决方案：在ram访问接口添加保护模块。

如果读返回需要新值，则在发送地址冲突时，将写操作的写数据转移给读返回。

如果读返回需要旧值，(比较少见)

定制读返回旧值的ram

添加冲突保护模块，发生地址冲突时，对写操作进行反压，此方案需要应用场景允许

审核编辑：汤梓红