宏模块和LPM函数的应用

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1、FPGA-CPLD原理及应用山东工商学院电子信息系张守祥zhangsx@sdibt.edu.cn第6章宏模块和LPM函数的应用CPUCoreOriginalHardwareContentOriginalSoftwareContentGlueLogicBlueToothControllerIR&RS232Compression&EncryptionEngineDSPCoreSoPC在FPGA技术的发展过程中，很多优秀的数字系统设计人员积累了大量设计成果。Altera公司对其中一些成果在Altera器件的结构做了优化设计，使之在Altera特定器件

2、结构中发挥出最佳性能。最终形成了参数化宏功能模块库LPM。IP核的概念IP设计技术IP技术是针对可复用的设计而言的，其本质特征是功能模块的可复用性。IP通常满足以下基本特征：通用性好正确性有100%的保证可移植性好。IP核设计的理想目标是即插即用，但就目前来看，离这个目标还很远。基于标准片上总线（OCB），具有标准接口是IP发展的方向。SoPC最常见的IP核：ARMIP核的概念IP核的概念IP的含义与分类IP（IntellectualProperty）即知识产权。在集成电路设计中，IP指可以重复使用的具有自主知识产权功能的集成电路设计模块。基于

3、IP的SoC设计具有易于增加新功能和缩短上市时间的显著特点，是IC设计当前乃至今后若干年的主流设计方式。按照设计层次的不同，IP核可以分为三种：软核（SoftCore）固核（FirmCore）硬核（HardCore）。软核（SoftCore）软核只完成RTL级的行为设计，以HDL的方式提交使用。该HDL描述在逻辑设计上做了一定优化，必须经过仿真验证，使用者可以用它综合出正确的门级网表。软核不依赖于实现工艺或实现技术，不受实现条件的限制，具有很大的灵活性和可复用性。软核为后续设计留有比较大的空间，使用者可以通过修改源码，完成更具新意的结构设计，生

4、成具有自主版权的新软核。由于软核的载体HDL与实现工艺无关，使用者要负责从描述到版图转换的全过程，模块的可预测性低，设计风险大，使用者在后续设计中仍有发生差错的可能，这是软核最主要的缺点。固核（FirmCore）固核比软核有更大的设计深度，己完成了门级综合、时序仿真并经过硬件验证，以门级网表的形式提交使用。只要用户提供相同的单元库时序参数，一般就可以正确完成物理设计。固核的缺点是它与实现工艺的相关性和网表的难读性。前者限制了固核的使用范围，后者则使得布局布线后发生的时序问题难以排除。硬核（HardCore）硬核以IC版图的形式提交，并经过实际工

5、艺流片验证。显然，硬核强烈地依赖于某一个特定的实现工艺，而且对具体的物理尺寸，物理形态及性能上具有不可更改性。硬核是IP核的最高形式，同时也是最主要的形式。国际上对硬核的开发和应用都非常重视，特别是近几年来发展迅速。三种不同形式的IP核IP核有三种不同的存在形式：HDL语言形式、网表形式和版图形式。HDL语言形式是讲这种电路单元用HDL语言描述出来，由于直接是HDL代码，因此可修改性最高，甚至可以在功能上大修改，所以是“软”的。而被做成版图的IP核基本不可修改，只能对应特定的工艺库，所以是“硬”的。做成网表的IP从功能上来说基本不可修改，但是没

6、有和特定的工艺库绑定，从选择工艺库的角度来说是可改的。所以借鉴了“固件”的说法，是一种介于“软”和“硬”之间的状态。LPM模块的使用知识要点LPM:libraryofParameterizedModules参数化的模块库，其模块使用参数和端口信号进行描述，通过设置参数和端口信号，可以实现不同的功能。其模块可称之为参数化模块或者LPM模块或者LPM宏功能块。模块设置参数：设置大小；端口信号设置：设置使用哪些端口信号和信号属性等，其中输入端口信号有缺省值，也可以自己设置。LPM功能模块6.1宏功能模块概述数据类型类型类型描描述描述描述算术组件：

7、包括累加器、加法器、乘法器和LPM算术函数门电路：包括多路复用器和LPM门函数I/O组件：包括锁相环(PLL)、DDR(双倍速率同步动态随机存储器)、千兆位收发器块(GXB)、LVDS接收器和发送器、PLL重新配置和远程更新宏功能模块存储器编译器：包括FIFO、RAM和ROM宏功能模块存储组件：包括存储器、移位寄存器宏模块和LPM存储器函数Altera提供的宏功能模块与LPM函数有6.1宏功能模块概述6.1.1知识产权（IP）核的应用AMPP程序MegaCore函数OpenCore评估功能OpenCorePlus硬件评估功能宏功能模块概

8、述Altera宏功能模块（Megafunction）的三种来源MegafunctionsfromtheAlteraMegafunctionPartne