在 FPGA 中測(cè)試 DDR 帶寬時(shí)，帶寬無(wú)法跑滿是常見(jiàn)問(wèn)題。下面我將從架構(gòu)、時(shí)序、訪問(wèn)模式、工具限制等多個(gè)維度，系統(tǒng)梳理導(dǎo)致 DDR 帶寬跑不滿的常見(jiàn)原因及分析方法。

一、帶寬的定義與理論值

如果你用的是 DDR3/DDR4，理論帶寬為：

帶寬（GB/s）=數(shù)據(jù)總線位寬×2×時(shí)鐘頻率÷8 ext{帶寬（GB/s）} = ext{數(shù)據(jù)總線位寬} × 2 × ext{時(shí)鐘頻率} ÷ 8帶寬（GB/s）=數(shù)據(jù)總線位寬×2×?xí)r鐘頻率÷8

舉例：

DDR3-1600，64-bit 總線 → 理論帶寬 = 1600 × 2 × 64 ÷ 8 =25.6 GB/s

DDR3-1333，32-bit 總線 → 理論帶寬 =10.6 GB/s

實(shí)際測(cè)試中，能達(dá)到 50~80% 理論值已屬優(yōu)秀。

二、帶寬跑不滿的常見(jiàn)原因（分類匯總）

三、關(guān)鍵優(yōu)化建議（非常實(shí)用）

1. 使用 AXI Burst + 跨行訪問(wèn)（burst_len = 16/32/64）

AXI AWBURST=INCRAWLEN=15(burst16)

→ 連續(xù) burst 會(huì)讓 DDR 提前激活多個(gè) row/bank，避免 precharge 延遲。

2. 最大化 pipeline 吞吐

AXI master write channel 不應(yīng) idle，保持發(fā)滿

使用雙 buffer（寫時(shí)填，讀時(shí)讀） → 乒乓加速

burst 必須排隊(duì)連續(xù)送出 → 盡量不 idle

3. 寫 / 讀 分開(kāi)測(cè)

讀寫交叉模式效率更差（DDR 要 insert tWTR 保護(hù)）

建議單向測(cè)試寫或讀帶寬，分開(kāi)跑性能高

4. 啟用 MIG 的高性能端口（HP）

對(duì)于 Zynq 平臺(tái)，推薦走 AXI_HP 通道，性能好于 GP 端口。
對(duì)于 UltraScale+ 建議用 AXI HPM_FPD 通道 + S_AXI_ACP 緩存一致性接口。

5. 使用 AXI Traffic Generator 來(lái)找上限

Vivado 自帶 IP：AXI Traffic Generator 可以精確控制：

burst size、間隔、突發(fā)類型

測(cè)試 max AXI 接口帶寬能力

可配合 ILA 抓波形

6. 分析真實(shí)帶寬公式

你可通過(guò)如下公式計(jì)算真實(shí)帶寬：

帶寬（MB/s）=總字節(jié)數(shù)總時(shí)間（秒） ext{帶寬（MB/s）} = frac{ ext{總字節(jié)數(shù)}}{ ext{總時(shí)間（秒）}}帶寬（MB/s）=總時(shí)間（秒）總字節(jié)數(shù)

例如：

你測(cè)試寫入 128MB，用了 0.8 秒

帶寬 = 128 ÷ 0.8 = 160 MB/s（遠(yuǎn)低于 DDR3 理論值 → 明顯有瓶頸）

四、是否跑滿的判斷標(biāo)準(zhǔn)

抓 AXI 信號(hào)（via ILA）可以判斷你是否真正“壓滿帶寬”。

五、總結(jié)建議