实验一 存储器实验.doc

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1、实验一存储器实验1．FPGA中LPM_ROM定制与读出实验一．实验目的1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于lpm_ROM中；3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM；4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。二．实验原理ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM(LibraryParameterizedModules)参数化的模块库，可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。CP

2、U中的重要部件，如RAM、ROM可直接调用他们构成，因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器，lpm_ROM是其中的一种。lpm_ROM有5组信号：地址信号address[]、数据信号q[]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，其参数都是可以设定的。由于ROM是只读存储器，所以它的数据口是单向的输出端口，ROM中的数据是在对FPGA现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；q[23..0]——lpm_ROM的24位数据输出端；a[5..0]——lpm

3、_ROM的6位读出地址。实验中主要应掌握以下三方面的容：⑴lpm_ROM的参数设置；⑵lpm_ROM中数据的写入，即LPM_FILE初始化文件的编写；⑶lpm_ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。三．实验步骤（1）用图形编辑，进入mega_lpm元件库，调用lpm_rom元件，设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为6位和24位,并添加输入输出引脚，如图3-1-1设置和连接。（2）设置图3-1-1为工程。（3）在设置lpm_rom数据参数选择项lpm_file的对应窗口中（图3-1-2），用键盘输入lpm_ROM配置文件的路径（rom

4、_a.mif），然后设置在系统ROM/RAM读写允许，以便能对FPGA中的ROM在系统读写。(4)用初始化存储器编辑窗口编辑lpm_ROM配置文件（文件名.mif）。这里预先给出后面将要用到的微程序文件：rom_a.mif。rom_a.mif中的数据是微指令码（图3-1-3）。（5）全程编译。（6）下载SOF文件至FPGA，改变lpm_ROM的地址a[5..0]，外加读脉冲，通过实验台上的数码管比较读出的数据是否与初始化数据(rom_a.mif中的数据)一致。注：下载sof示例文件至实验台上的FPGA，选择实验电路模式仍为NO.0，24位数据输出由数码8至数码3显示，6位地址

5、由键2、键1输入，键1负责低4位，地址锁存时钟CLK由键8控制，每一次上升沿，将地址锁入，数码管8/7/6/5/4/3将显示ROM中输出的数据。发光管8至1显示输入的6位地址值。图3-1-1lpm_ROM的结构图图3-1-2设置在系统ROM/RAM读写允许图3-1-3rom_a.mif中的数据（7）打开QuartusII的在系统存储模块读写工具，了解FPGA中ROM中的数据，并对其进行在系统写操作（图3-1-4）。图3-1-4在系统存储模块读写四．实验要求(1)实验前认真复习LPM-ROM存储器部分的有关容。(2)记录实验数据，写出实验报告，给出仿真波形图。(3)通过本实验，

6、对FPGA中EAB构成的LPM-ROM存储器有何认识，有什么收获？五．思考题（1）如何在图形编辑窗口中设计LPM-ROM存储器？怎样设计地址宽度和数据线的宽度？怎样导入LPM-ROM的设计参数文件和存储LPM-ROM的设计参数文件？（2）怎样对LPM-ROM的设计参数文件进行软件仿真测试？（3）怎样在GW48实验台上对LPM-ROM进行测试？（4）学习LPM-ROM用VHDL语言的文本设计方法（顶层文件用VHDL表达）。（5）了解LPM-ROM存储器占用FPGA中EAB资源的情况。2．FPGA中LPM_RAM读写实验一．实验目的1、了解FPGA中RAMlpm_ram_dq的功

7、能，2、掌握lpm_ram_dq的参数设置和使用方法，3、掌握lpm_ram_dq作为随机存储器RAM的工作特性和读写方法。二．实验原理在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成存储器，lpm_ram_dq的结构如图3-2-1。数据从ram_dp0的左边D[7..0]输入，从右边Q[7..0]输出，R/W——为读/写控制信号端。数据的写入：当输入数据和地址准备好以后，在inclock是地址锁存时钟，当信号上升沿到来时，地址被锁存，数据写入存储单元。数据的读出：从A[7..0]输入存储单元地址，在CLK信