我一直在试图找出一种使用块 ram（或类似的）在 VHDL 中转置大量数据的好方法。
使用向量的向量相对容易，但是对于大量数据来说会很麻烦。
我想使用双通道块内存，以便我可以写入一个块并读出另一个块。写入 8 位 std_logic_vectors，读出 32 位 std_logic_vectors，其中 32 位是（至少对于第一次旋转）输入向量的 MSB 0 - 31，然后是 32 - 63，一直到 294911，然后是 MSB-1，等等。
上面描述的案例是我的理想场景。这甚至可能吗？我似乎找不到这样做的好方法。
在这个答案中，我假设 18kbit Xilinx 风格的 BRAM。我对 Virtex-4 最为熟悉，所以以下我指的是 UG070。答案将微不足道地映射到其他 Xilinx FPGA，可能还有其他供应商的部件。
首先要注意的是，Virtex-4 BRAM 可用于双端口模式，每个端口具有不同的几何形状。然而，对于 1 位宽的端口，这些 RAM 的奇偶校验位没有用处。因此，18kbit BRAM 在这里实际上只有 16kbits。
接下来，考虑仅用于存储所需的 BRAM 数量（无论您的设计如何）。294912x8 位映射到 144 个 BRAM，这是一个相当大的资源承诺。吞吐量、设计复杂性和资源需求之间始终存在平衡；如果您需要从设计中挤出每 MBit/sec，那么基于 BRAM 的方法可能是理想的选择。如果没有，您应该考虑您的吞吐量和延迟要求是否允许您使用片外 RAM 而不是 BRAM。
如果您确实计划使用 BRAM，则应考虑使用 18x8 BRAM 阵列。8 列各存储一个输入位。每个 BRAM 通过 1 位端口写入，并通过 32 位端口读出。
每个 8 位写入映射到 8 个 1 位写入（每列写入一个 BRAM。）
每个 32 位读取都映射到来自单个BRAM的单个32 位读取。
您应该需要很少的排序逻辑（围绕 RAMB16 原语）才能使其正常工作。主要的复杂性是如何在 1 位端口和 32 位端口之间映射地址位。
经过一番研究和思考，这是我对这个问题的回答：
由于块 ram 寻址的性质，OP 中提到的理想场景对于当前的块 ram 寻址实现是不可能的。为了以所述方式执行按位矩阵转置，块 ram 寻址将需要能够在水平和垂直之间切换。也就是说，ram 必须可以按行和按列访问，并且寻址模式必须是可实时切换的。由于按位数据转置并不是真正“有用”的变换，因此没有真正的理由来实施这种切换方案。特别是因为块 RAM 的全部目的是将数据存储在超过 1 位的块中，并且这样的转换会打乱数据。
我发现了一种改变我的设计的方法，这样 294911 x 8 位不需要立即转换，而是使用一个过程分阶段完成。这不依赖于块 ram 来执行转换。