基于宏功能模塊的設(shè)計(jì)

1、 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：u 算術(shù)運(yùn)算模塊（arithmetic）u 邏輯門模塊（gates）u 儲(chǔ)存模塊（storage）u IO模塊（I/O）3.4.1 乘法器模塊乘法器模塊算數(shù)運(yùn)算模塊庫 參數(shù)化乘法器參數(shù)化乘法器lpm_mult宏功能模塊的基本參數(shù)表宏功能模塊的基本參數(shù)表lpm_mult（1）調(diào)用）調(diào)用lpm_mult（2）lpm_mult參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置輸入輸出位寬設(shè)置輸入輸出位寬設(shè)置乘法器類型設(shè)置乘法器類型設(shè)置（3）編譯仿真）編譯仿真8位有符號(hào)乘法器電路位有符號(hào)乘法器電路功能仿真波形功能仿

2、真波形3.4.3 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 計(jì)數(shù)器模和控制端口設(shè)置計(jì)數(shù)器模和控制端口設(shè)置 更多控制端口設(shè)置更多控制端口設(shè)置模模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 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，下面便舉例說明

3、altpll的應(yīng)用。3.4.5 鎖相環(huán)模塊鎖相環(huán)模塊（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 鎖相環(huán)控制信號(hào)設(shè)置鎖相環(huán)控制信號(hào)設(shè)置 輸入時(shí)鐘設(shè)置輸入時(shí)鐘設(shè)置 （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 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)乘法器的例子來說明它的使用方法，這個(gè)例子

4、使用lpm_rom構(gòu)成一個(gè)4位4位的無符號(hào)數(shù)乘法器，利用查表方法完成乘法功能。3.4.6 存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)器模塊數(shù)據(jù)線、地址線寬度設(shè)置數(shù)據(jù)線、地址線寬度設(shè)置 控制端口設(shè)置控制端口設(shè)置 添加添加.mif文件文件 如下圖所示是基于ROM實(shí)現(xiàn)的4位4位的無符號(hào)數(shù)乘法器電路圖，其參數(shù)設(shè)置為：LPM_WIDTH=8LPM_WIDTHAD=8LPM_FILE=mult_rom.mif仿真結(jié)果仿真結(jié)果3.4.7 其他模塊其他模塊 Maxplus2庫主要由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，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

5、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庫中的宏模塊是一樣的，只是端口和參數(shù)無法設(shè)置。 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器74161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l 任務(wù) 設(shè)計(jì)模24加法計(jì)數(shù)器l 思路 配置lpm_counter宏模塊1 LPM宏單元庫Library of Parameterized ModulesLPM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

6、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gatesLPM宏單元庫乘法器lpm_multIO單元數(shù)字鎖相環(huán)pll除法器lpm_divide計(jì)數(shù)器lpm_counter比較器lpm_compare加/減運(yùn)算器lpm_add_sub絕對(duì)值運(yùn)算器lpm_abs算術(shù)運(yùn)算單元arithmeticLPM宏單元庫雙口RAMcsdpram先入先出隊(duì)列csfifo移位寄存器lpm_shiftregROMlpm_rom輸入/輸出復(fù)用RAMlpm_ram_io輸入/輸出分開RAMlpm_ram_dq鎖存器lpm_latchD觸發(fā)器lpm_ff存儲(chǔ)單元storageLpm_mult模塊設(shè)置Lpm_mult模塊2 LPM設(shè)計(jì)舉例（1）輸入lpm_counter宏模塊（2）設(shè)置lpm_counter宏模塊l 使用端口 異步清零aclr、時(shí)鐘輸入clock 數(shù)據(jù)輸出q、進(jìn)位輸出coutl