1.1 RAM Mux（Multiplexer Width）

RAM Mux 是指 RAM 中的多路复用器（Multiplexer）的宽度，描述了RAM 的数据路径和 I/O 数据路径之间的关系。多路复用器是一种硬件组件，用于选择不同数据路径中的数据。它决定了在同一个时钟周期内每个 I/O 端口可以访问多少数据。

• 含义：

  • Mux 值代表了每个 I/O 端口的宽度与实际存储阵列宽度的比率。
  • 假设一个 RAM 设计具有宽度为 64 位的输出总线，而 Mux 值为 4，这意味着每个时钟周期中将 4 个 16 位的存储数据聚合成 64 位输出。这通常涉及到在多次存取中将内部数据进行组合。

• 优点和缺点：

  • 高 Mux 值：意味着在同一个 I/O 端口的宽度上，更多的数据被打包到同一个时钟周期。高 Mux 值可减少位线的数量，但可能导致更长的访问时间。
  • 低 Mux 值：意味着更少的数据被打包到一个时钟周期，访问速度通常更快，但可能需要更多的 I/O 线路。

1.2 RAM Bank

RAM Bank 是指将 RAM 存储器分成多个独立的块，每个块称为一个“Bank”。每个 Bank 是一个独立的存储区域，通常可以同时进行读写操作。

• 含义：

  • 在多 Bank 设计中，RAM 可以将不同的访问操作分配到不同的 Bank 中，从而提高并行性和数据吞吐量。
  • Bank 的数量取决于设计目标和所需的并行性。更多的 Bank 数量可以提高访问效率，但也会增加布线复杂性和功耗。

• 优点和缺点：

  • 多 Bank 设计：可以提高并行性和访问效率，但也可能增加设计的复杂性和功耗。
  • 单 Bank 设计：简单但并行访问能力较低。

2. 如何选择 RAM Mux 和 RAM Bank 的值

2.1 选择 RAM Mux 的值

• 性能要求：如果对访问速度要求较高，应选择较小的 Mux 值，这样每个时钟周期的访问量会更小，速度会更快。如果希望减少 I/O 引脚的数量，或者对访问速度要求不高，可以选择更高的 Mux 值。
• 功耗和面积：较高的 Mux 值通常可以减少存储器位线和感应放大器的数量，降低功耗和面积。因此，如果功耗和面积是主要考虑因素，可以选择较高的 Mux 值。
• 常见的选择：通常，2、4、8 是比较常见的 Mux 值，可以根据具体设计要求进行调整。

2.2 选择 RAM Bank 的数量

• 并行性：如果系统需要高并行访问（如多核处理器共享存储器），应该选择更多的 Bank。更多的 Bank 可以同时支持多次并发访问，减少访问冲突。
• 访问模式：如果访问操作比较分散或随机，更多的 Bank 数量可以提高并行访问效率。如果访问是连续的或顺序的，较少的 Bank 可能就足够。
• 功耗和面积：更多的 Bank 会增加设计复杂性和功耗，因此需要在并行性和功耗之间进行权衡。一般来说，2、4、8、16 是常见的 Bank 数量。

3. 选择的技巧总结

• 高 Mux、少 Bank：适用于对面积和功耗敏感，但访问性能要求不是特别高的场景。
• 低 Mux、多 Bank：适用于对访问性能要求较高，需要同时进行多次并行访问的场景。

举例

假设你在设计一个嵌入式系统，其中 RAM 宽度为 64 位，数据访问要求较高，并且需要支持多核并行访问：

• RAM Mux：可以选择 Mux 值为 4，表示内部是 16 位宽度的数据，4 次复用成 64 位的输出，以兼顾性能和功耗。
• RAM Bank：可以选择 4 个 Bank，这样不同核可以同时访问不同的 Bank，从而提高并行访问效率。