EXP05实验五 存储器电路计.docx
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EXP05实验五存储器电路计
实验五存储器电路设计
实验目的:
1.熟悉EDA软件开发工具(MAX+plusII)的基本操作;
2.熟悉KHF-4型CPLD/FPGA实验箱的板上资源分布。
3.掌握常用存储器电路(ROM,RAM,FIFO)设计方法,并进行仿真、下载和硬件测试。
实验设备:
微型计算机一台、KHF-4型实验箱一套。
实验原理:
1)MemoryCircuitsCategory:
ROM:
ReadOnlyMemory只读存储器
RAM:
RandomAccessMemory随机存储器
FIFO:
FirstInputFirstOutput先进先出存储器
RAMCategory:
DPRAM:
dualportram双端口RAM
SPRAM:
singleportram单端口RAM
2)8x8ROM设计:
①ROM始化文件MIF(MemoryInitializationFile)的编写
参考语法格式:
depth=8;%depthforwordline%
width=8;%widthfordataorbitline%
address_radix=hex;%suchasbin,dec,hex,oct%
data_radix=hex;
content
begin
[0..1]:
ff;%datafromaddress0to1are""ff""inhex%
2:
12;%dataataddress2is""12""inhex%
[3..5]:
00;
6:
ffee;%dataataddress6and7are""ffand""ee""inhex%
end;
说明:
bin,dec,oct,hex分别代表二进制、十进制、八进制和十六进制;文件缀名必须为mif,例如rom.mif。
②8x8ROM符号图:
实验步骤:
1)打开MAX+plusII设计软件,调用宏功能插件管理器(File/MegaWizardPlug-inManager)后,选择”Createanewcustommegafunctionvariation”来创建新的宏功能模块,点击”Next”。
2)选择”AvailableMegafunction”中”storage/LPM_ROM”模块,输出文件语言选择VHDL,点击”Browse”按钮选择输出文件目录(如:
D:
\zhangsan\),输出文件名为rom(文件名可以自定义),然后选择”Next”。
3)设置数据输出q位宽为8bits,地址输入address位宽为3bits,其他设置如图;然后选择”Next”。
4)点击浏览”Browse”,查找并选择mif文件后,点击Next。
5)点击”Finish”按钮,完成ROM宏功能模块的设计;”MegeWizardPlug-inManager”将自动生成下图中所列文件。
6)选择菜单(File/Open),自特定目录打开软件自动生成的VHDL设计源代码文件rom.vhd(8x8ROM电路)。
7)将8x8ROM电路文件设为顶层文件(File/Project/SetProjecttoCurrentFile),打开编译器(MAX+plusII/Complier)进行编译综合。
8)新建波形编辑文件(File/New/WaveformEditfile),添加节点信号(在Name下点击鼠标右键选择EnterNodesfromSNF…)并编辑输入信号波形;然后保存(File/Save)波形文件(按默认文件名点击OK保存)。
9)打开仿真器(MAX+plusII/Simulator),按Start按钮开始仿真;按OpenSCF按钮观察仿真波形。
10)分配芯片(Assign/Device);选择ACEX1K系列下的EP1K100QC208-3型芯片。
11)分配管脚(Assign/Pin/Location/Chip);然后打开编译器(MAX+plusII/Complier)进行重新编译。
[自定义具体管脚分配]
12)打开实验箱电源并接通下载线;启动下载器CPLDDN5,测试串口连接后,找到8x8ROM电路下载文件开始下载。
实验数据:
通过硬件测试,对实验现象进行分析描述。
实验结果及误差分析:
硬件测试是否成功?
实验过程中遇到的问题,最终是否解决?
是否需要重做实验……
附加实验:
单端口随机存储器电路设计(TheDesignofSinglePortRAM)
实验目的:
熟悉spram的设计方法,并进行仿真、下载和硬件测试。
。
实验设备:
微型计算机一台、KHF-4型实验箱一个
实验原理:
spram源代码:
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
useieee.std_logic_arith.all;
entityspramis
generic(DW:
integer:
=8;
AW:
integer:
=3;
DP:
integer:
=8);
port(clk:
instd_logic;
we:
instd_logic;
addr:
instd_logic_vector(AW-1downto0);
di:
instd_logic_vector(DW-1downto0);
oe:
instd_logic;
do:
outstd_logic_vector(DW-1downto0));
endspram;
architecturebehaviorofspramis
typememisarray(DP-1to0)ofstd_logic_vector(DW-1downto0);
signalramtmp:
mem;
begin
process(clk)
begin
if(clk'eventandclk='1')then
if(oe='1')then
do<=ramtmp(conv_integer(addr));
endif;
endif;
endprocess;
process(clk)
begin
if(clk'eventandclk='1')then
if(we='1')then
ramtmp(conv_integer(addr))<=di;
endif;
endif;
endprocess;
endbehavior;
实验步骤:
略。
实验数据:
通过硬件测试,对实验现象进行分析描述。
实验结果及误差分析:
硬件测试是否成功?
实验过程中遇到的问题,最终是否解决?
是否需要重做实验……
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