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计 算 机 组 成 原 理 实 验 报 告 评 语： 成绩 教 师： 年 月 日 班 级： 学 号： 姓 名： 地 点： 时 间： 实验一 存储器实验 FPGA中LPM_ROM定制与读出实验 一．实验目的 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。 二．实验原理 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。 三．实验步骤 （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（rom_a.mif），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（文件名.mif）。这里预先给出后面将要用到的微程序文件：rom_a.mif 。rom_a.mif中的数据是微指令码（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(rom_a.mif中的数据)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 rom_a.mif中的数据 （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 四．实验操作结果与演示 下载sof示例文件至实验台上的FPGA，选择实验电路模式仍为NO.0，24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、按模式选择键选择实验板模式为NO.0，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 一．实验目的 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的工作特性