1、第4章 基于宏功能模塊的設(shè)計(jì),乘法器模塊 計(jì)數(shù)器模塊 鎖相環(huán)模塊 存儲(chǔ)器模塊 其他模塊,內(nèi)容,第4章 基于宏功能模塊的設(shè)計(jì),4.1 乘法器模塊,Megafunction庫(kù)是Altera提供的參數(shù)化模塊庫(kù)。從功能上看，可以把Megafunction庫(kù)中的元器件分為： 算術(shù)運(yùn)算模塊（arithmetic） 邏輯門(mén)模塊（gates） 儲(chǔ)存模塊（storage） IO模塊（I/O）,算數(shù)運(yùn)算模塊庫(kù),參數(shù)化乘法器lpm_mult宏功能模塊的基本參數(shù)表,lpm_mult,（1）調(diào)用lpm_mult,（2）lpm_mult參數(shù)設(shè)置,輸入輸出位寬設(shè)置,乘法器類(lèi)型設(shè)置,（3）編譯仿真,8位有符號(hào)乘法器電路,功能

2、仿真波形,4.3 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)器模和控制端口設(shè)置,更多控制端口設(shè)置,模24方向可控計(jì)數(shù)器電路,lpm_counter計(jì)數(shù)器功能仿真波形,參數(shù)化鎖相環(huán)宏模塊altpll以輸入時(shí)鐘信號(hào)作為參考信號(hào)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(hào)。與直接來(lái)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)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(duì)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(shuō)明altpll的應(yīng)用。,4.5 鎖相環(huán)模塊,（1）輸入altpll宏功能模塊,選擇芯片和設(shè)置參考時(shí)鐘,鎖相環(huán)控制信

3、號(hào)設(shè)置,輸入時(shí)鐘設(shè)置,（2）編譯和仿真,鎖相環(huán)電路,功能仿真波形,ROM（Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器）是存儲(chǔ)器的一種，利用FPGA可以實(shí)現(xiàn)ROM的功能，但其不是真正意義上的ROM，因?yàn)镕PGA器件在掉電后，其內(nèi)部的所有信息都會(huì)丟失，再次工作時(shí)需要重新配置。 Quartus II提供的參數(shù)化ROM是lpm_rom，下面用一個(gè)乘法器的例子來(lái)說(shuō)明它的使用方法，這個(gè)例子使用lpm_rom構(gòu)成一個(gè)4位4位的無(wú)符號(hào)數(shù)乘法器，利用查表方法完成乘法功能。,4.6 存儲(chǔ)器模塊,數(shù)據(jù)線、地址線寬度設(shè)置,控制端口設(shè)置,添加.mif文件,如下圖所示就是基于ROM實(shí)現(xiàn)的4位4位的無(wú)符號(hào)數(shù)乘法器電路圖，

4、其參數(shù)設(shè)置為： LPM_WIDTH=8 LPM_WIDTHAD=8 LPM_FILE=mult_rom.mif,仿真結(jié)果,4.7 其他模塊,Maxplus2庫(kù)主要由74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(lèi)，其中時(shí)序電路宏模塊包括觸發(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)算模塊、加法器、減法器、乘法器、絕對(duì)值運(yùn)算器、數(shù)值比較器、編譯碼器和奇偶校驗(yàn)器。 對(duì)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Megafunction庫(kù)中的宏模塊是一樣的，只是端口和參數(shù)無(wú)法設(shè)置。,計(jì)數(shù)器74161設(shè)計(jì)舉例,模10計(jì)數(shù)器,仿真結(jié)果,模10計(jì)數(shù)器仿真波形,4.1 采用Quartus II軟件的宏功能模塊lpm_counter設(shè)計(jì)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。 4.2 采用Quartus II軟件的宏功能模塊lpm_rom，用查表的方式設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)加法的電路，并進(jìn)行編譯和仿真。 4.3 先利用LPM_ROM設(shè)計(jì)4位4位和8位8位乘法器各一個(gè)，然后用Verilog語(yǔ)言分別設(shè)計(jì)4位4位和8位8位乘法器，比較兩類(lèi)乘法器的運(yùn)行速度和資