二．實驗原理
??ALTERA的FPGA中有許多可調(diào)用的LPM (Library Parameterized Modules)參數(shù)化的模塊庫，可構(gòu)成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存儲器結(jié)構(gòu)。CPU中的重要部件，如RAM、ROM可直接調(diào)用他們構(gòu)成，因此在FPGA中利用嵌入式陣列塊EAB可以構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)的存儲器，lpm_ROM是其中的一種。lpm_ROM有5組信號：地址信號address[ ]、數(shù)據(jù)信號q[ ]、時鐘信號inclock、outclock、允許信號memenable，其參數(shù)都是可以設(shè)定的。由于ROM是只讀存儲器，所以它的數(shù)據(jù)口是單向的輸出端口，ROM中的數(shù)據(jù)是在對FPGA現(xiàn)場配置時，通過配置文件一起寫入存儲單元的。
實驗中主要應(yīng)掌握以下三方面的內(nèi)容：
??1.lpm_ROM的參數(shù)設(shè)置；
??2.lpm_ROM中數(shù)據(jù)的寫入，即LPM_FILE初始化文件的編寫；
??3.lpm_ROM的實際應(yīng)用，在實驗臺上的調(diào)試方法。

三．實驗步驟
??1.建立工程：
??A.新建一個存儲器初始化（.mif）文件。
??B.打開QuartusII，在頂部菜單中選File -> New other files ->memory initialization file ，單擊OK，在彈出的對話框中輸入字?jǐn)?shù)64和字長8，單擊OK， 打開存儲器初始化編輯窗口。利用View菜單命令，改變地址或字長的顯示格式等，選擇要編輯的字（反白顯示），直接輸入內(nèi)容。然后點File ->save as，在彈出的對話框中選擇 “保存在” D:\lpm_rom，輸入文件名Mif1，文件名后綴選擇.mif，取消最下面一行的Create new project based on this file的選擇框的對勾，點擊保存完成。
??C.打開QuartusII，選File ->New Block Diagram/schematic File單擊OK，進入圖形輸入界面，單擊鼠標(biāo)右鍵，點Insert ->Symobl…，在libraries庫中選擇需要的元件，（如果知道元件名稱也可以直接輸入），在這里我們在Name框中直接輸入lpm_rom，點OK，在彈出的窗口中選擇VHDL，在What name do you want for the output file? 點Browse，選擇元件存放的文件夾D:\lpm_rom，給元件取名lpm_rom0，點擊next ，進入LPM_ROM選擇對話框，在currently select device family中選擇芯片Cyclone III，選寬8位，64字節(jié)，選中Dual clock，點next進入下一界面， 去掉已打勾的“q”output port，然后點next進入下一界面，點browse，選前面已建立的D: D:\lpm_rom\ Mif1。mif文件，點next -> next，F(xiàn)inish完成lpm_rom0的輸入。重復(fù)點鼠標(biāo)右鍵選Insert Symobl…，在libraries庫中擇其他需要的input，output引腳。連接到lpm_rom0對應(yīng)的端口，修改輸入引腳名稱一個為a[5…0]，時鐘名為clk， 輸出引腳的名稱為q[7…0]，然后點save，在彈出的窗口Do you want to create a new project on this file? 回答“是”，點next -> next ，在窗口中選擇存入新建的文件夾D:\lpm_rom中，項目名lpm_rom0，lpm_rom0，點next->next，在設(shè)備窗口中分別選擇：Family為CycloneIII， package為PQFP， Pin count為240， Speed grade為8，點next -> next ->選擇EP3C40Q248C8，F(xiàn)inish保存。
??D.在快捷鍵中，點擊編譯鍵?完成編譯。如果有錯誤，可返回前面重新檢查、修改輸入后再次編譯，直到看到提示編譯成功信息。
??2.波形仿真：
??A.打開QuartusII，選File File -> New other files -> Vector Waveform File，點擊OK進入仿真界面。
??B.在左空白處雙擊左鍵，在新出現(xiàn)的對話框的Radix中選擇Hexadecimal（16進制），點Node Finder點list選中需要仿真的信號，a[5…0]，clk，[7…0]點擊OK->OK。
??C.加入信號。
??D.選仿真需要的時間，點擊Edit，選擇End time (100 us)。點a[0]，設(shè)置為高電平。點clk （10 ns），一般可設(shè)置時鐘的周期為10-100 us ，End time為1-100 us。
??E.保存。系統(tǒng)會自動把后綴加上。
??F.仿真。點快捷鍵 仿真。
??3.引腳鎖定
??仿真完成后，選擇菜單Assignments-> pins->Location，根據(jù)實驗電路結(jié)構(gòu)圖NO。0和芯片引腳對照表， 查出a[5…0]，clk，q[7…0] ，在核心芯片EP3C40Q240C8上所對應(yīng)的引腳號，進行引腳鎖定。引腳鎖定后再次編譯，點快捷鍵?編譯。
??4.下載
??將電腦與實驗箱通過并口連接接好，點快捷鍵，在出現(xiàn)的*.sof文件上， 選中program/configure點快捷鍵。即可設(shè)計下載到FPGA中。最后是用實驗箱進行硬件測試。

四.實驗要求
??1.實驗前認(rèn)真復(fù)習(xí)LPM-ROM存儲器部分的有關(guān)內(nèi)容。
??2.記錄實驗數(shù)據(jù)，寫出實驗報告，給出仿真波形圖。
??3.通過本實驗，對FPGA中EAB構(gòu)成的LPM-ROM存儲器有何認(rèn)識，有什么收獲？

五. 實驗結(jié)果
??1.存儲器初始化文件內(nèi)容：

??2.LPM_ROM圖形文件：

??3.波形仿真結(jié)果：

??4.引腳鎖定結(jié)果：

??5. 下載到FPGA：

??6.FPGA實驗板初始化狀態(tài)：

??選擇實驗電路模式為NO。0，24位數(shù)據(jù)輸出由數(shù)碼8至數(shù)碼3顯示，6位地址由鍵2、鍵1輸入，鍵1負(fù)責(zé)低4位，地址鎖存時鐘CLK由鍵8控制，每一次上升沿，將地址鎖入，數(shù)碼管8/7/6/5/4/3將顯示ROM中輸出的數(shù)據(jù)。發(fā)光管8至1顯示輸入的6位地址值。
例如：當(dāng)由鍵2、鍵1輸入的地址為000001時，數(shù)碼管3顯示000001F，表示讀取的數(shù)據(jù)為十進制的1；當(dāng)由鍵2、鍵1輸入的地址為010001時，數(shù)碼管3顯示000011FF，表示讀取的數(shù)據(jù)為十進制的17。由此可見，本次實驗成功地驗證了FPGA中mega_lpm_ROM的功能。
六．思考題
??1.如何在圖形編輯窗口中設(shè)計LPM-ROM存儲器？怎樣設(shè)計地址寬度和數(shù)據(jù)線的寬度？
??答：進入圖形輸入界面，雙擊鼠標(biāo)左鍵，在Name框中輸入lpm_rom，點OK，在彈出的窗口中選擇VHDL，在What name do you want for the output file?中點Browse，選擇元件存放的文件夾D:\lpm_rom，給元件取名lpm_rom0，點擊next，進入LPM_ROM選擇對話框，在currently select device family 中選擇芯片Cyclone III，選寬8位，64字節(jié)。
??2.怎樣導(dǎo)入LPM-ROM的設(shè)計參數(shù)文件和存儲LPM-ROM的設(shè)計參數(shù)文件？
??答：點next進入下一界面，去掉已打勾的“q”output port，點next進入下一界面，點browse，選前面已建立的D: D:\lpm_rom\ Mif1。mif文件，點next->next，最后點擊Finish完成lpm_rom0的輸入。
??3.怎樣對LPM-ROM的設(shè)計參數(shù)文件進行軟件仿真測試？
??答：選File File->New other files->Vector Waveform File，點擊OK進入仿真界面。在左空白處雙擊左鍵，在新出現(xiàn)的對話框的Radix中選擇Hexadecimal（16進制），點Node Finder點list選中需要仿真的信號：a[5…0]，clk，[7…0]點擊OK。加入信號，選仿真需要的時間，點擊Edit，設(shè)置End time為100 us。設(shè)置A組信號的變化為從0-63（十進制），每隔10us變化一次，同時設(shè)置時鐘的周期為20us。保存，點快捷鍵 仿真。
??4.怎樣在實驗臺上對LPM-ROM進行測試？
??答：仿真完成后，選擇菜單Assignments->pins->Location，根據(jù)實驗電路結(jié)構(gòu)圖NO。0和芯片引腳對照表，查出a[5…0]，clk，q[7…0]，在核心芯片EP3C40Q240C8上所對應(yīng)的引腳號，進行引腳鎖定。引腳鎖定后再次編譯，點快捷鍵?編譯。將電腦與實驗箱通過并口連接接好，點快捷鍵，在出現(xiàn)的*.sof文件中選中program/configure點快捷鍵即可將設(shè)計下載到FPGA中，最后用實驗箱進行硬件測試。
七．心得體會
??1.本次實驗是這學(xué)期計組實驗的第一次實驗。通過本次實驗，我初步掌握了FPGA中l(wèi)pm_ROM的設(shè)置，復(fù)習(xí)了課本中只讀存儲器ROM的工作特性。
??2.通過本次實驗，我學(xué)會了用文本編輯器編輯mif文件配置ROM，將代碼以mif格式文件加載于lpm_ROM中；
??3.通過本次實驗，我學(xué)會了如何將配置文件下載到FPGA中并進行硬件驗證。
??4.雖然實驗中遇到了很多困難，如電路圖少連了線、引腳分配錯誤、USB-Blaster數(shù)據(jù)線有問題，板子內(nèi)部原因等等，但最終仍在老師的指導(dǎo)下成功完成了實驗。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-442908.html

到了這里，關(guān)于西電計組實驗一 存儲器實驗的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！