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3.4 基于宏功能模塊的設(shè)計,Megafunction庫是Altera提供的參數(shù)化模塊庫。從功能上看，可以把Megafunction庫中的元器件分為： 算術(shù)運(yùn)算模塊（arithmetic） 邏輯門模塊（gates） 儲存模塊（storage） IO模塊（I/O）,3.4.1 乘法器模塊,算數(shù)運(yùn)算模塊庫,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,乘法器類型設(shè)置,（3）編譯仿真,8位有符號乘法器電路,功能仿真波形,3.4.3 計數(shù)器模塊,計數(shù)器輸出端口寬度和計數(shù)方向設(shè)置,計數(shù)器模和控制端口設(shè)置,,更多控制端口設(shè)置,,模24方向可控計數(shù)器電路,,lpm_counter計數(shù)器功能仿真波形,參數(shù)化鎖相環(huán)宏模塊altpll以輸入時鐘信號作為參考信號實(shí)現(xiàn)鎖相，從而輸出若干個同步倍頻或者分頻的片內(nèi)時鐘信號。與直接來自片外的時鐘相比，片內(nèi)時鐘可以減少時鐘延遲，減小片外干擾，還可改善時鐘的建立時間和保持時間，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)置大致相同，下面便舉例說明altpll的應(yīng)用。,3.4.5 鎖相環(huán)模塊,（1）輸入altpll宏功能模塊,選擇芯片和設(shè)置參考時鐘,鎖相環(huán)控制信號設(shè)置,輸入時鐘設(shè)置,（2）編譯和仿真,鎖相環(huán)電路,功能仿真波形,ROM（Read Only Memory，只讀存儲器）是存儲器的一種，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)部的所有信息都會丟失，再次工作時需要重新配置。 Quartus II提供的參數(shù)化ROM是lpm_rom，下面用一個乘法器的例子來說明它的使用方法，這個例子使用lpm_rom構(gòu)成一個4位4位的無符號數(shù)乘法器，利用查表方法完成乘法功能。,3.4.6 存儲器模塊,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,如下圖所示是基于ROM實(shí)現(xiàn)的4位4位的無符號數(shù)乘法器電路圖，其參數(shù)設(shè)置為： LPM_WIDTH=8 LPM_WIDTHAD=8 LPM_FILE=mult_rom.mif,仿真結(jié)果,3.4.7 其他模塊,Maxplus2庫主要由74系列數(shù)字集成電路組成，包括時序電路宏模塊和運(yùn)算電路宏模塊兩大類，其中時序電路宏模塊包括觸發(fā)器、鎖存器、計數(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、絕對值運(yùn)算器、數(shù)值比較器、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)的介紹。他們的調(diào)入方法和Megafunction庫中的宏模塊是一樣的，只是端口和參數(shù)無法設(shè)置。,計數(shù)器74161設(shè)計舉例,模10計數(shù)器,仿真結(jié)果,模10計數(shù)器仿真波形,設(shè)計舉例: 基于LPM宏單元庫的設(shè)計,任務(wù) 設(shè)計模24加法計數(shù)器 思路 配置lpm_counter宏模塊,1 LPM宏單元庫,Library of Parameterized Modules,LPM宏單元庫,或門,lpm_or,異或門,lpm_xor,多路選擇器,mux,總線選擇器,busmux,多路選擇器,lpm_mux,反相器,lpm_inv,解碼器,lpm_decode,常數(shù)產(chǎn)生器,lpm_constant,組合邏輯移位器,lpm_clshift,三態(tài)緩沖器,lpm_bustri,與門,lpm_and,門單元 gates,,,,,,,,,,,,,,,,,LPM宏單元庫,乘法器,lpm_mult,IO單元,數(shù)字鎖相環(huán),pll,除法器,lpm_divide,計數(shù)器,lpm_counter,比較器,lpm_compare,加/減運(yùn)算器,lpm_add_sub,絕對值運(yùn)算器,lpm_abs,算術(shù)運(yùn)算單元 arithmetic,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LPM宏單元庫,雙口RAM,csdpram,先入先出隊列,csfifo,移位寄存器,lpm_shiftreg,ROM,lpm_rom,輸入/輸出復(fù)用RAM,lpm_ram_io,輸入/輸出分開RAM,lpm_ram_dq,鎖存器,lpm_latch,D觸發(fā)器,lpm_ff,存儲單元 storage,,,,,,,,,,,,,,Lpm_mult模塊,設(shè)置Lpm_mult模塊,2 LPM設(shè)計舉例,（1）輸入lpm_counter宏模塊,（2）設(shè)置lpm_counter宏模塊 使用端口 異步清零aclr、時鐘輸入clock 數(shù)據(jù)輸出q、進(jìn)位輸出cout 設(shè)定參數(shù) LPM_MODULUS = 24 LPM_WIDTH = 5 LPM_DIRECTION = “UP”,設(shè)置Lpm_counter端口,設(shè)置Lpm_counter參數(shù),模24加法計數(shù)器,（3）編譯和仿真,