1、12u 乘法器模塊乘法器模塊u 計(jì)數(shù)器模塊計(jì)數(shù)器模塊u 鎖相環(huán)模塊鎖相環(huán)模塊u 存儲器模塊存儲器模塊u 其他模塊其他模塊34.1 乘法器模塊乘法器模塊 Megafunction庫是庫是Altera提供的參數(shù)化提供的參數(shù)化模塊庫。從功能上看，可以把模塊庫。從功能上看，可以把Megafunction庫中的元器件分為：庫中的元器件分為：u 算術(shù)運(yùn)算模塊（算術(shù)運(yùn)算模塊（arithmetic）u 邏輯門模塊（邏輯門模塊（gates）u 儲存模塊（儲存模塊（storage）u IO模塊（模塊（I/O）44.3 計(jì)數(shù)器模塊計(jì)數(shù)器模塊計(jì)數(shù)器輸出端口寬度和計(jì)數(shù)方向設(shè)置計(jì)數(shù)器輸出端口寬度和計(jì)數(shù)方向設(shè)置 5計(jì)數(shù)器模

2、和控制端口設(shè)置計(jì)數(shù)器模和控制端口設(shè)置 6更多控制端口設(shè)置更多控制端口設(shè)置7模模24方向可控計(jì)數(shù)器電路方向可控計(jì)數(shù)器電路lpm_counter計(jì)數(shù)器功能仿真波形計(jì)數(shù)器功能仿真波形8 參數(shù)化鎖相環(huán)宏模塊參數(shù)化鎖相環(huán)宏模塊altpll以輸入時(shí)鐘信號作為參考信以輸入時(shí)鐘信號作為參考信號實(shí)現(xiàn)鎖相，從而輸出若干個(gè)同步倍頻或者分頻的片內(nèi)號實(shí)現(xiàn)鎖相，從而輸出若干個(gè)同步倍頻或者分頻的片內(nèi)時(shí)鐘信號。與直接來自片外的時(shí)鐘相比，片內(nèi)時(shí)鐘可以時(shí)鐘信號。與直接來自片外的時(shí)鐘相比，片內(nèi)時(shí)鐘可以減少時(shí)鐘延遲，減小片外干擾，還可改善時(shí)鐘的建立時(shí)減少時(shí)鐘延遲，減小片外干擾，還可改善時(shí)鐘的建立時(shí)間和保持時(shí)間，是系統(tǒng)穩(wěn)定工作的保證。

3、不同系列的芯間和保持時(shí)間，是系統(tǒng)穩(wěn)定工作的保證。不同系列的芯片對鎖相環(huán)的支持程度不同，但是基本的參數(shù)設(shè)置大致片對鎖相環(huán)的支持程度不同，但是基本的參數(shù)設(shè)置大致相同，下面便舉例說明相同，下面便舉例說明altpll的應(yīng)用。的應(yīng)用。4.5 鎖相環(huán)模塊鎖相環(huán)模塊9（1）輸入）輸入altpll宏功能模塊宏功能模塊選擇芯片和設(shè)置參考時(shí)鐘選擇芯片和設(shè)置參考時(shí)鐘 10鎖相環(huán)控制信號設(shè)置鎖相環(huán)控制信號設(shè)置 11輸入時(shí)鐘設(shè)置輸入時(shí)鐘設(shè)置 12（2）編譯和仿真）編譯和仿真鎖相環(huán)電路鎖相環(huán)電路功能仿真波形功能仿真波形13 ROM（Read Only Memory，只讀存儲器）是存儲器的，只讀存儲器）是存儲器的一種，利用

4、一種，利用FPGA可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)ROM的功能，但其不是真正意義的功能，但其不是真正意義上的上的ROM，因?yàn)?，因?yàn)镕PGA器件在掉電后，其內(nèi)部的所有信息都器件在掉電后，其內(nèi)部的所有信息都會丟失，再次工作時(shí)需要重新配置。會丟失，再次工作時(shí)需要重新配置。 Quartus II提供的參數(shù)化提供的參數(shù)化ROM是是lpm_rom，下面用一，下面用一個(gè)乘法器的例子來說明它的使用方法，這個(gè)例子使用個(gè)乘法器的例子來說明它的使用方法，這個(gè)例子使用lpm_rom構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)4位位4位的無符號數(shù)乘法器，利用查表位的無符號數(shù)乘法器，利用查表方法完成乘法功能。方法完成乘法功能。4.6 存儲器模塊存儲器模塊14數(shù)據(jù)線

5、、地址線寬度設(shè)置數(shù)據(jù)線、地址線寬度設(shè)置 15控制端口設(shè)置控制端口設(shè)置 16添加添加.mif文件文件17 如下圖所示就是基于如下圖所示就是基于ROM實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的4位位4位的無符號位的無符號數(shù)乘法器電路圖，其參數(shù)設(shè)置為：數(shù)乘法器電路圖，其參數(shù)設(shè)置為：LPM_WIDTH=8LPM_WIDTHAD=8LPM_FILE=mult_rom.mif18仿真結(jié)果仿真結(jié)果194.7 其他模塊其他模塊 Maxplus2庫主要由庫主要由74系列數(shù)字集成電路組成，包括系列數(shù)字集成電路組成，包括時(shí)序電路宏模塊和運(yùn)算電路宏模塊兩大類，其中時(shí)序電時(shí)序電路宏模塊和運(yùn)算電路宏模塊兩大類，其中時(shí)序電路宏模塊包括觸發(fā)器、鎖存器、計(jì)

6、數(shù)器、分頻器、多路路宏模塊包括觸發(fā)器、鎖存器、計(jì)數(shù)器、分頻器、多路復(fù)用器和移位寄存器，運(yùn)算電路宏模塊包括邏輯預(yù)算模復(fù)用器和移位寄存器，運(yùn)算電路宏模塊包括邏輯預(yù)算模塊、加法器、減法器、乘法器、絕對值運(yùn)算器、數(shù)值比塊、加法器、減法器、乘法器、絕對值運(yùn)算器、數(shù)值比較器、編譯碼器和奇偶校驗(yàn)器。較器、編譯碼器和奇偶校驗(yàn)器。對于這些小規(guī)模的集成電路，在數(shù)字電路課程中有詳細(xì)對于這些小規(guī)模的集成電路，在數(shù)字電路課程中有詳細(xì)的介紹。他們的調(diào)入方法和的介紹。他們的調(diào)入方法和Megafunction庫中的宏模庫中的宏模塊是一樣的，只是端口和參數(shù)無法設(shè)置。塊是一樣的，只是端口和參數(shù)無法設(shè)置。 20計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器7416

7、1設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例 模模10計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器21仿真結(jié)果仿真結(jié)果模模10計(jì)數(shù)器仿真波形計(jì)數(shù)器仿真波形224-1 基于基于Quartus II軟件，用軟件，用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)2分頻電路，并做波形分頻電路，并做波形仿真，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)仿真，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)4分頻和分頻和8分頻電路，做波形仿真。分頻電路，做波形仿真。 4-2 基于基于Quartus II軟件，用軟件，用7490設(shè)計(jì)一個(gè)能計(jì)時(shí)（設(shè)計(jì)一個(gè)能計(jì)時(shí)（12小時(shí)）、計(jì)分小時(shí)）、計(jì)分（60分）和計(jì)秒（分）和計(jì)秒（60秒）的簡單數(shù)字鐘電路。設(shè)計(jì)過程如下：秒）的簡單數(shù)字鐘電路。設(shè)計(jì)過程如下：（1）先用）先用Quartus II的原

8、理圖輸入方式，用的原理圖輸入方式，用7490連接成包含進(jìn)位輸出連接成包含進(jìn)位輸出的模的模60的計(jì)數(shù)器，并進(jìn)行仿真，如果功能正確，則將其生成一個(gè)部件；的計(jì)數(shù)器，并進(jìn)行仿真，如果功能正確，則將其生成一個(gè)部件；（2）將）將7490連接成模連接成模12的計(jì)數(shù)器，進(jìn)行仿真，如果功能正確，也將其的計(jì)數(shù)器，進(jìn)行仿真，如果功能正確，也將其生成一個(gè)部件；生成一個(gè)部件；（3）將以上兩個(gè)部件連接成為簡單的數(shù)字鐘電路，能計(jì)時(shí)、計(jì)分和計(jì)秒，）將以上兩個(gè)部件連接成為簡單的數(shù)字鐘電路，能計(jì)時(shí)、計(jì)分和計(jì)秒，計(jì)滿計(jì)滿12小時(shí)后系統(tǒng)清小時(shí)后系統(tǒng)清0重新開始計(jì)時(shí)。重新開始計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二/作業(yè)作業(yè) 234.1 采用采用Quart

9、us II軟件的宏功能模塊軟件的宏功能模塊lpm_counter設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)模為一個(gè)模為60的加法計(jì)數(shù)器，進(jìn)行編譯和仿真，查看仿真結(jié)果。的加法計(jì)數(shù)器，進(jìn)行編譯和仿真，查看仿真結(jié)果。4.3 先利用先利用LPM_ROM設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)8位位8位乘法器，進(jìn)行編譯和仿位乘法器，進(jìn)行編譯和仿真，查看仿真結(jié)果。真，查看仿真結(jié)果。 4.4 用數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)分頻，假定輸入時(shí)鐘頻率為用數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)分頻，假定輸入時(shí)鐘頻率為10MHz，想要得到想要得到6MHz的時(shí)鐘信號，試用的時(shí)鐘信號，試用altpll宏功能模塊實(shí)現(xiàn)該電宏功能模塊實(shí)現(xiàn)該電路。路。實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三/作業(yè)作業(yè) 24實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求o (4) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告：o a.簡單敘述設(shè)計(jì)流程（可以用流程圖）；o b.給出各層次的原理圖；o