EDA技術(shù)與FPGA應(yīng)用設(shè)計(jì) 第三版 課件 第7章宏功能模塊與IP核應(yīng)用

LPM_RAMLPM_ROMLPM_DLLSignalTap應(yīng)用本章內(nèi)容：第7章宏功能模塊與IP核應(yīng)用LPM:參數(shù)可設(shè)置模塊庫，基于Altera特定器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)Altera提供的宏模塊與LPM函數(shù)有：第7章宏功能模塊與IP核應(yīng)用第7章宏功能模塊與IP核應(yīng)用LPM模塊定制向?qū)В篗egaWizardPlug-InManager使用步驟：

LPM定制；原理圖或HDL文件中例化7.1LPM_RAM

LPM_RAM

定制

頂層文件中例化

1.打開MegaWizardPlug-InManager

2.RAM參數(shù)配置

3.初始化數(shù)據(jù)

4.完成RAM定制

5.編譯

7.1.1LPM_RAM定制

7.1.1LPM_RAM定制

1.打開MegaWizardPlug-InManager

7.1.1LPM_RAM定制

2.RAM參數(shù)配置3.指定初始化數(shù)據(jù)文件(.mif）

7.1.1LPM_RAM定制

4.完成RAM定制

7.1.1LPM_RAM定制

5.編譯

建立項(xiàng)目、編譯、仿真測試

7.1.1LPM_RAM定制

【例7-1】

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_arith.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entityram_testis

port(rst:instd_logic; --復(fù)位信號，低電平有效

clk:instd_logic; --時(shí)鐘信號

wen:instd_logic; --寫使能信號，高電平有效

ren:instd_logic; --讀使能信號，高電平有效

waddr:instd_logic_vector(4downto0); --寫端口地址信息

raddr:instd_logic_vector(4downto0); --讀端口地址信息

datain:instd_logic_vector(7downto0); --數(shù)據(jù)寫入端口

dataout:outstd_logic_vector(7downto0)); --數(shù)據(jù)輸出端口

endentity;7.1.2LPM_RAM例化

architecturebehavofram_testis

componentram_lpmis--調(diào)用單端口RAM存儲器

port(clock:instd_logic;

wren:instd_logic;

data:instd_logic_vector(7downto0);

address:instd_logic_vector(4downto0);

q:outstd_logic_vector(7downto0)

);

endcomponent;

signalwren:std_logic;

signaladdr:std_logic_vector(4downto0);7.1.2LPM_RAM例化

begin

process(rst,clk,wen,ren)

begin

ifrst='0'then

wren<='0';

addr<="00000";

elsifclk'eventandclk='1'then

ifwen='1'then

wren<='1';

addr<=waddr;

elsifren='1'then

wren<='0';

addr<=raddr;

endif;

endif;

endprocess;

u0:ram_lpmportmap(clock=>clk,wren=>wren,data=>datain,address=>addr,

q=>dataout);

endbehav;7.1.2LPM_RAM例化

1.建立初始化數(shù)據(jù)文件

2.LPM_ROM定制

3.LPM_ROM例化

7.2LPM_ROM1．新建“MemoryInitializationFile”文件

2．設(shè)定數(shù)據(jù)文件容量

3．輸入數(shù)據(jù)

4．保存mif文件

7.2.1建立初始化數(shù)據(jù)文件7.2.2LPM_ROM定制1.打開MegaWizardPlug-InManager

2.ROM參數(shù)配置

3.初始化數(shù)據(jù)文件指定

4.完成ROM定制

5.編譯

【例7-2】

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_arith.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entityrom_testis

port(rst:instd_logic; --復(fù)位信號，低電平有效

clk:instd_logic; --時(shí)鐘信號

en:instd_logic; --使能信號，高電平有效

dataout:outstd_logic_vector(7downto0)--數(shù)據(jù)輸出信號

);

endentity;7.2.3LPM_ROM例化

architecturebehavofrom_testis

componentrom_lpmis

port(clock:instd_logic;

address:instd_logic_vector(4downto0);

q:outstd_logic_vector(7downto0)

);

endcomponent;

signalcnt:std_logic_vector(4downto0);7.2.3LPM_ROM例化

begin

process(rst,clk,en)

begin

ifrst='0'then

cnt<="00000";

elsifclk'eventandclk='1'then

ifen='1'then

cnt<=cnt+1;

endif;

endif;

endprocess;

u0:rom_lpmportmap(clock=>clk,address=>cnt,q=>dataout);

endbehav;7.2.3LPM_ROM例化

例基于LPM_ROM的4位乘法器設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原理：硬件乘法器有多種設(shè)計(jì)方法，但相比之下，由LPM_ROM構(gòu)成的乘法表方式的乘法器的運(yùn)算速度最快。這里定制LPM_ROM的地址位寬為8；地址輸入由時(shí)鐘inclock的上升沿鎖入；數(shù)據(jù)位寬也為8。最后為ROM配置乘法表數(shù)據(jù)文件。

LPM_ROM中作為乘法表的數(shù)據(jù)文件rom_data.mif如表所示。其中的地址/數(shù)據(jù)表達(dá)方式是，冒號左邊寫ROM地址值，冒號右邊寫對應(yīng)此地址放置的16進(jìn)制數(shù)據(jù)。如47﹕28，表示47為地址，28為該地址中的數(shù)據(jù)，這樣，地址高4位和低4位可以分別看成是乘數(shù)和被乘數(shù)，輸出的數(shù)據(jù)可以看成是它們的乘積?；贚PM_ROM的4位乘法器設(shè)計(jì)用LPM_ROM設(shè)計(jì)的4位乘法器原理圖編輯mif文件

時(shí)鐘鎖相環(huán)PLL

(phase-lockedloop)

可以實(shí)現(xiàn)對輸入時(shí)鐘的分頻、倍頻、相移等功能，能夠減少時(shí)間延遲，增加時(shí)鐘信號的穩(wěn)定性。7.3LPM_PLL1.LPM_PLL定制

2.LPM_PLL例化

7.3LPM_PLL1．定制LPM_DLL

2．參數(shù)配置

輸入時(shí)鐘頻率為50MHz；PLL模塊的端口信號：輸入時(shí)鐘信號inclk0；復(fù)位信號areset；輸出時(shí)鐘信號c0，輸出有效信號locked。

3．設(shè)置工作模式

控制信號選擇：選擇時(shí)鐘異步復(fù)位信號areset，輸出有效信號locked

4．輸出頻率設(shè)置

輸出時(shí)鐘c0：頻率為25MHz，相位偏移0，占空比50%

時(shí)鐘c1配置；輸出e0時(shí)鐘

5．完成PLL定制

7.3.1LPM_PLL配置

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

useieee.std_logic_arith.all;

entitypll_testis

port(rst:instd_logic; --復(fù)位信號，高電平有效

clk:instd_logic; --輸入50MHz時(shí)鐘

enout:outstd_logic; --時(shí)鐘輸出使能信號

clk1out:outstd_logic; --輸出25MHz時(shí)鐘

clk2out:outstd_logic; --輸出100MHz時(shí)鐘

clk3out:outstd_logic --輸出60MHz時(shí)鐘

);

endentity;7.3.2LPM_PLL例化

architecturebehavofpll_testis

componentpll_lpmis--時(shí)鐘鎖相環(huán)模塊

port(areset:instd_logic;

in