基于宏功能模块的设计.ppt

3.4 基于宏功能模块的设计,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）,3.4.1 乘法器模块,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,3.4.3 计数器模块,计数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。,3.4.5 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。,3.4.6 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 LPM_WIDTHAD=8 LPM_FILE=mult_rom.mif,仿真结果,3.4.7 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,设计举例: 基于LPM宏单元库的设计,任务 设计模24加法计数器 思路 配置lpm_counter宏模块,1 LPM宏单元库,Library of Parameterized Modules,LPM宏单元库,或门,lpm_or,异或门,lpm_xor,多路选择器,mux,总线选择器,busmux,多路选择器,lpm_mux,反相器,lpm_inv,解码器,lpm_decode,常数产生器,lpm_constant,组合逻辑移位器,lpm_clshift,三态缓冲器,lpm_bustri,与门,lpm_and,门单元 gates,LPM宏单元库,乘法器,lpm_mult,IO单元,数字锁相环,pll,除法器,lpm_divide,计数器,lpm_counter,比较器,lpm_compare,加/减运算器,lpm_add_sub,绝对值运算器,lpm_abs,算术运算单元 arithmetic,LPM宏单元库,双口RAM,csdpram,先入先出队列,csfifo,移位寄存器,lpm_shiftreg,ROM,lpm_rom,输入/输出复用RAM,lpm_ram_io,输入/输出分开RAM,lpm_ram_dq,锁存器,lpm_latch,D触发器,lpm_ff,存储单元 storage,Lpm_mult模块,设置Lpm_mult模块,2 LPM设计举例,（1）输入lpm_counter宏模块,（2）设置lpm_counter宏模块 使用端口 异步清零aclr、时钟输入clock 数据输出q、进位输出cout 设定参数 LPM_MODULUS = 24 LPM_WIDTH = 5 LPM_DIRECTION = “UP”,设置Lpm_counter端口,设置Lpm_counter参数,模24加法计数器,（3）编译和仿真,