EDA技术使用教程课后答案第7章.ppt
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1、EDA 技术实用教程,第 7 章 宏功能模块与IP应用,7.1 宏功能模块概述,KX康芯科技,7.1 宏功能模块概述,KX康芯科技,7.1.1 知识产权核的应用,AMPP程序,MegaCore函数,OpenCore评估功能,OpenCore Plus硬件评估功能,7.1 宏功能模块概述,KX康芯科技,7.1.2 使用MegaWizard Plug-In Manager,.bsf:Block Editor中使用的宏功能模块的符号(元件)。.cmp:组件申明文件。.inc:宏功能模块包装文件中模块的AHDL包含文件。.tdf:要在AHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。.vhd:要在VHDL设计
2、中实例化的宏功能模块包装文件。.v:要在VerilogHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。_bb.v:VerilogHDL设计所用宏功能模块包装文件中模块的空体或 black-box申明,用于在使用EDA 综合工具时指定端口方向。_inst.tdf:宏功能模块包装文件中子设计的AHDL例化示例。_inst.vhd:宏功能模块包装文件中实体的VHDL例化示例。_inst.v:宏功能模块包装文件中模块的VerilogHDL例化示例。,7.1 宏功能模块概述,KX康芯科技,7.1.3 在QuartusII中对宏功能模块进行例化,1、在VerilogHDL和VHDL中例化,2、使用端口和参数定义,
3、3、使用端口和参数定义生成宏功能模块,计数器 乘-累加器和乘-加法器加法/减法器 RAM乘法器 移位寄存器,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.1 工作原理,f=f0/64,图7-1 正弦信号发生器结构框图,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,1建立.mif格式文件,【例7-1】WIDTH=8;DEPTH=64;ADDRESS_RADIX=HEX;DATA_RADIX=HEX;CONTENT BEGIN0:FF;1:FE;2:FC;3:F9;4:F5;(数据略去)3D:FC;3E:FE;3F:FF;END;,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.
4、2.2 定制初始化数据文件,1建立.mif格式文件,【例7-2】#include#include math.hmain()int i;float s;for(i=0;i1024;i+)s=sin(atan(1)*8*i/1024);printf(%d:%d;n,i,(int)(s+1)*1023/2);,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,2建立.hex格式文件,图7-2 将波形数据填入mif文件表中,KX康芯科技,2建立.hex格式文件,图7-3 ASM格式建hex文件,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,2建立.hex格式
5、文件,图7-4 sdata.hex文件的放置路径,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-5 定制新的宏功能块,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-6 LPM宏功能块设定,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-7 选择data_rom模块数据线和地址线宽度,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-8 选择地址锁存信号incloc
6、k,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-9 调入ROM初始化数据文件并选择在系统读写功能,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.3 定制LPM_ROM元件,图7-10 LPM_ROM设计完成,KX康芯科技,【例7-3】LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY altera_mf;USE altera_mf.altera_mf_components.all;-使用宏功能库中的所有元件ENTITY data_rom ISPORT
7、(address:IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);inclock:IN STD_LOGIC;q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END data_rom;ARCHITECTURE SYN OF data_rom ISSIGNAL sub_wire0:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);COMPONENT altsyncram-例化altsyncram元件,调用了LPM模块altsyncramGENERIC(-参数传递语句intended_device_family:STRING;-类属参量数据类型定义wid
8、th_a:NATURAL;widthad_a:NATURAL;numwords_a:NATURAL;operation_mode:STRING;outdata_reg_a:STRING;address_aclr_a:STRING;,接下页,KX康芯科技,outdata_aclr_a:STRING;width_byteena_a:NATURAL;init_file:STRING;lpm_hint:STRING;lpm_type:STRING);PORT(clock0:IN STD_LOGIC;-altsyncram元件接口声明address_a:IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOW
9、NTO 0);q_a:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END COMPONENT;BEGINq Cyclone,-参数传递映射width_a=8,-数据线宽度8widthad_a=6,-地址线宽度6numwords_a=64,-数据数量64operation_mode=ROM,-LPM模式ROMoutdata_reg_a=UNREGISTERED,-输出无锁存address_aclr_a=NONE,-无异步地址清0outdata_aclr_a=NONE,-无输出锁存异步清0width_byteena_a=1,-byteena_a输入口宽度1init_file=
10、“./dataHEX/SDATA.hex”,-ROM初始化数据文件,此处已修改过,接下页,KX康芯科技,lpm_hint=ENABLE_RUNTIME_MOD=YES,INSTANCE_NAME=NONE,lpm_type=altsyncram)-LPM类型PORT MAP(clock0=inclock,address_a=address,q_a=sub_wire0);END SYN;,接上页,KX康芯科技,7.2.4 完成顶层设计,【例7-4】正弦信号发生器顶层设计LIBRARY IEEE;-正弦信号发生器源文件USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD
11、_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SINGT IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC;-信号源时钟 DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);-8位波形数据输出END;ARCHITECTURE DACC OF SINGT ISCOMPONENT data_rom-调用波形数据存储器LPM_ROM文件:data_rom.vhd声明 PORT(address:IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);-6位地址信号 inclock:IN STD_LOGIC;-地址锁存时钟 q:OUT STD_LOGIC_VECT
12、OR(7 DOWNTO 0);END COMPONENT;SIGNAL Q1:STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);-设定内部节点作为地址计数器 BEGINPROCESS(CLK)-LPM_ROM地址发生器进程 BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN Q1Q1,q=DOUT,inclock=CLK);-例化END;,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.4 完成顶层设计,图7-11 仿真波形输出,7.2 宏模块应用实例,KX康芯科技,7.2.2 定制初始化数据文件,7.2.4 完成顶层设计,图7-12 嵌入式逻
13、辑分析仪获得的波形,7.3 在系统存储器数据读写编辑器应用,KX康芯科技,图7-13 In-System Memory Content Editor编辑窗,7.3 在系统存储器数据读写编辑器应用,KX康芯科技,图7-14 与实验系统上的FPGA通信正常情况下的编辑窗界面,7.3 在系统存储器数据读写编辑器应用,KX康芯科技,图7-15 从FPGA中的ROM读取波形数据,7.3 在系统存储器数据读写编辑器应用,KX康芯科技,图7-16 编辑波形数据,7.3 在系统存储器数据读写编辑器应用,KX康芯科技,图7-16下载编辑数据后的SignalTapII采样波形,7.4 编辑SignalTapII的
14、触发信号,KX康芯科技,图7-17 选择高级触发条件,7.4 编辑SignalTapII的触发信号,KX康芯科技,图7-18 进入“触发条件函数编辑”窗口,7.4 编辑SignalTapII的触发信号,KX康芯科技,图7-19 编辑触发函数,7.5 其它存储器模块的定制与应用,KX康芯科技,图7-20 编辑定制RAM,7.5.1 RAM定制,7.5 其它存储器模块的定制与应用,KX康芯科技,图7-21 LPM_RAM的仿真波形,7.5.1 RAM定制,7.5 其它存储器模块的定制与应用,KX康芯科技,图7-22 FIFO编辑窗,7.5.2 FIFO定制,7.5 其它存储器模块的定制与应用,KX
15、康芯科技,图7-23 FIFO的仿真波形,7.5.2 FIFO定制,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,(1)用VHDL设计16位加法器。,【例7-5】LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER16B IS PORT(CIN:IN STD_LOGIC;A,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);COUT:OUT STD_LOGIC);END ADDER
16、16B;ARCHITECTURE behav OF ADDER16B IS SIGNAL SINT:STD_LOGIC_VECTOR(16 DOWNTO 0);SIGNAL AA,BB:STD_LOGIC_VECTOR(16 DOWNTO 0);BEGINAA=0,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,图7-24 在原理图编辑窗加入LPM元件,(2)顶层原理图文件设计。,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,图7-25 将LPM乘法器设置为流水线工作方式,(2)顶层原理图文件设计。,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,图7-26 乘法累加器电路,(2
17、)顶层原理图文件设计。,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,图7-27 muladd工程仿真波形,(3)仿真。,7.6流水线乘法累加器的混合输入设计,KX康芯科技,图7-28 对乘法器选择不同设置后的编译报告,(4)图7-28是对于图7-25在进行不同项目的选择后,编译报告给出的不同资源利用情况。,7.7 LPM嵌入式锁相环调用,KX康芯科技,图7-29 选择参考时钟为20MHz,7.7.1 建立嵌入式锁相环元件,7.7 LPM嵌入式锁相环调用,KX康芯科技,图7-30 选择控制信号,7.7.1 建立嵌入式锁相环元件,7.7 LPM嵌入式锁相环调用,KX康芯科技,图7-31 选
18、择e0的输出频率为210MHz,7.7.1 建立嵌入式锁相环元件,7.7 LPM嵌入式锁相环调用,KX康芯科技,图7-32 PLL元件的仿真波形,7.7.2 测试锁相环,KX康芯科技,7.7.2 测试锁相环,单频率输出的应用PLL的示例:;ENTITY DDS_VHDL IS PORT(CLKK:IN STD_LOGIC;-此时钟进入锁相环 FWORD:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);ARCHITECTURE one OF DDS_VHDL IS COMPONENT PLLU-调入PLL声明 PORT(inclk0:IN STD_LOGIC:=0;c0:OUT
19、STD_LOGIC);END COMPONENT;COMPONENT REG32B;BEGIN;u6:SIN_ROM PORT MAP(address=D32B(31 DOWNTO 22),q=POUT,inclock=CLK);u7:PLL20 PORT MAP(inclk0=CLKK,c0=CLK);-例化END;,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-33 安装NCO核,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-34 确定安装路径,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-35 开始Core的工程路径,7.8 IP核NCO数控振荡
20、器使用方法,KX康芯科技,图7-36 确定工程路径和工程名,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-37 打开Core用户库设置窗,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-38 选中确定路径上的NCO库,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-39 加入NCO库,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-40 已经在工程中加入NCO库,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-41 打开Core设置管理窗,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-42 开始进入Core参数设置窗T
21、oolbench,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-43 设置NCO参数,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-44设置NCO参数,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-45完成NCO参数设置并生成设计文件后的信息窗,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-46 加入NCO的授权文件,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-47 选定FPGA目标器件,7.8 IP核NCO数控振荡器使用方法,KX康芯科技,图7-48 设定工程后进行全程编译,7.9 8051单片机IP核应用,KX康芯科技
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