EDA第6章EDA应用工具深入(宏功能模块).ppt

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1、第6章,EDA工具应用深入,计数器模块乘法器模块 锁相环模块 存储器模块 其他模块,内容,第6章 EDA工具应用深入,LPM(参数可设置模块库),Megafunction库是Altera提供的参数化模块库。从功能上看，可以把Megafunction库中的元器件分为：算术运算模块（arithmetic）逻辑门模块（gates）储存模块（storage）IO模块（I/O）,LPM概述,7.1 宏功能模块概述,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,7.1.2 使用MegaWizard Plug-

2、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VH

3、DL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,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、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,算数运算模块库,参数化乘法器lpm_mult宏功能模块的基本参数表,lpm_mult,（1）调用lpm_mult,（2）lpm_mult参数设置,输入输出位宽设置,乘法器类型设置,（3）编译仿真,8位有符号乘法器电路,功能仿真波形,4.3 计数器模块,计数

4、器输出端口宽度和计数方向设置,计数器模和控制端口设置,更多控制端口设置,模24方向可控计数器电路,lpm_counter计数器功能仿真波形,参数化锁相环宏模块altpll以输入时钟信号作为参考信号实现锁相，从而输出若干个同步倍频或者分频的片内时钟信号。与直接来自片外的时钟相比，片内时钟可以减少时钟延迟，减小片外干扰，还可改善时钟的建立时间和保持时间，是系统稳定工作的保证。不同系列的芯片对锁相环的支持程度不同，但是基本的参数设置大致相同，下面便举例说明altpll的应用。,4.5 锁相环模块,（1）输入altpll宏功能模块,选择芯片和设置参考时钟,锁相环控制信号设置,输入时钟设置,（2）编译和

5、仿真,锁相环电路,功能仿真波形,ROM（Read Only Memory，只读存储器）是存储器的一种，利用FPGA可以实现ROM的功能，但其不是真正意义上的ROM，因为FPGA器件在掉电后，其内部的所有信息都会丢失，再次工作时需要重新配置。Quartus II提供的参数化ROM是lpm_rom，下面用一个乘法器的例子来说明它的使用方法，这个例子使用lpm_rom构成一个4位4位的无符号数乘法器，利用查表方法完成乘法功能。,4.6 存储器模块,数据线、地址线宽度设置,控制端口设置,添加.mif文件,如下图所示就是基于ROM实现的4位4位的无符号数乘法器电路图，其参数设置为：LPM_WIDTH=8

6、LPM_WIDTHAD=8LPM_FILE=mult_rom.mif,仿真结果,4.7 其他模块,Maxplus2库主要由74系列数字集成电路组成，包括时序电路宏模块和运算电路宏模块两大类，其中时序电路宏模块包括触发器、锁存器、计数器、分频器、多路复用器和移位寄存器，运算电路宏模块包括逻辑预算模块、加法器、减法器、乘法器、绝对值运算器、数值比较器、编译码器和奇偶校验器。对于这些小规模的集成电路，在数字电路课程中有详细的介绍。他们的调入方法和Megafunction库中的宏模块是一样的，只是端口和参数无法设置。,计数器74161设计举例,模10计数器,仿真结果,模10计数器仿真波形,4.1 采用Quartus II软件的宏功能模块lpm_counter设计一个模为60的加法计数器，进行编译和仿真，查看仿真结果。4.2 采用Quartus II软件的宏功能模块lpm_rom，用查表的方式设计一个实现两个8位无符号数加法的电路，并进行编译和仿真。4.3 先利用LPM_ROM设计4位4位和8位8位乘法器各一个，然后用Verilog语言分别设计4位4位和8位8位乘法器，比较两类乘法器的运行速度和资源耗用情况。4.4 用数字锁相环实现分频，假定输入时钟频率为10MHz，想要得到6MHz的时钟信号，试用altpll宏功能模块实现该电路。,习 题,