文档介绍：计算机组成原理
实验报告
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实验一存储器实验
FPGA中LPM_ROM定制与读出实验

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。

ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)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。CPU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_ROM的6位读出地址。
实验中主要应掌握以下三方面的内容:
(1)lpm_ROM的参数设置; (2)lpm_ROM中数据的写入,即LPM_FILE初始化文件的编写;
(3)lpm_ROM的实际应用,在GW48_CP+实验台上的调试方法。

(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2),用键盘输入lpm_ROM配置文件的路径(),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()。这里预先给出后面将要用到的微程序文件: 。(图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()一致。
图1 lpm_ROM的结构图
图2 设置在系统ROM/RAM读写允许
图3
(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4 在系统存储模块读写

下载sof示例文件至实验台上的FPGA,,24位数据输出由数码8至数码3显示,6位地址由键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。
1、,然后按其左边复位键,复位系统;
2、按1键数码管1显示8,按2键使数码管显示0;
3、按键8控制上升沿将地址锁入,看到数码管8-3分别显示00ED8A;
4、比对图3可发现结论正确。
五、思考题
(1)如何在图形编辑窗口中设计lpm_ram_dq存储器?怎样设定地址宽度和数据线的宽度?设计一数据宽度为6,地址线宽度为7的RAM,仿真检验其功能,并在FPGA上进行硬件测试。(2)如何建立lpm_ram_dq的数据初始化,如何导入和存储lpm_ram_dq参数文件?生成一个mif文件,并导入以上的RAM中。(3)怎样对lpm_ram_dq设计参数文件进行软件仿真测试?(4)使用VHDL文件作为顶层文件,学习lpm_ram_dq的VHDL语言的文本设计方法。(5)了解lpm_ram_dq存储器占用FPGA中EAB资源的情况。

FPGA中LPM_RAM读写实验

1、了解FPGA中RAMlpm_ram_dq的功能, 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