FPGA是电子系统不可或缺的关键器件,其具有可编程、设计成本低、上市时间短等优势,因此在有线通信、航空航天、汽车电子等领域有广泛的应用。FPGA芯片的自主设计是实现产业链供应安全的重要保障,而中国FPGA技术起步晚且主要技术大多被国外FPGA厂商所垄断,因此拥有自主的FPGA芯片产业的重要性和迫切性不言而喻。本论文围绕FPGA芯片中的块存储BRAM展开研究,BRAM内嵌于FPGA芯片中,负责数据的存储与交换,是FPGA内部一个极其重要的功能模块。随着集成电路工艺的发展,需要重新设计可配置存储器模块以满足现代数字系统对存储器的存储速率以及容量要求。本文设计了FPGA中18K真正双端口可配置BRAM模块,采用UMC28nm工艺,电压为1V(±5%),可实现600MHz的读取速度。BRAM支持单端口、伪双端口以及真双端口三种工作模式,同时支持36比特、18比特、9比特、4比特、2比特以及1比特位宽,可实现总线宽度的转换。本文主要工作如下:第一:电路设计。基于全定制设计方法,使用Virtuoso软件完成18K BRAM电路设计。首先采用模块化的设计思想完成9K BRAM的电路设计,并阐述各模块的电路设计结构及实现原理,其中存储基本单元采用了8T SRAM结构,存储阵列规格为128x72,采取了分级译码的思想设计译码器。在此基础上,通过级联两个9K BRAM实现18K真正双端口可配置BRAM模块。第二:仿真验证及版图设计。采用Verilog硬件语言搭建数字验证平台,使用VCS对不同配置下的BRAM进行仿真,以验证电路逻辑功能正确。同时使用HSPICE对电路进行性能仿真,保证时序达到设计目标。最后进行版图的设计,使用Virtuoso工具按照从底向上的设计方案绘制版图并验证。本论文成功设计了一款FPGA芯片中的BRAM电路模块,通过仿真验证表明,该电路模块实现了预期逻辑功能并具有良好的性能。与目前国产类似产品相比,本电路的优势如下:(1)采用先进的28nm工艺,而目前国产主流FPGA大多基于55/40nm工艺。(2)可配置性,该BRAM既可配置为两个独立的9K BRAM＿x和BRAM＿y,也可配置为18K BRAM,因此灵活性较高,可有效提升资源利用率。(3)高速的存储速率,BRAM在不同PVT条件下均可实现600MHz的时钟频率。本研究对我国FPGA现场可编程逻辑器件的发展有一定意义。