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第8章 宏功能模块设计,8.1 Megafunctions库 8.2 Maxplus2库 8.3 Primitives库,内容,宏功能模块设计,8.1 Megafunctions库,Megafunction库是Altera提供的参数化模块库。从功能上看,可以把Megafunction库中的元器件分为: 算术运算模块(arithmetic) 逻辑门模块(gates) 储存模块(storage) IO模块(I/O),8.1.1 算数运算模块库,下面以参数化乘法器lpm_mult为例来说明如何在设计中使用宏功 能模块。lpm_mult的基本参数已在下表中给出。,lpm_mult,(1)调用lpm_mult,(2)lpm_mult参数设置,输入输出位宽设置,乘法器类型设置,(3)编译仿真,8位有符号乘法器电路,功能仿真波形,8.1.2 逻辑门库,8.1.3 I/O模块库,8.1.3 I/O模块库,锁相环模块设计举例,参数化锁相环宏模块altpll以输入时钟信号作为参考信号实现锁相,从而输出若干个同步倍频或者分频的片内时钟信号。与直接来自片外的时钟相比,片内时钟可以减少时钟延迟,减小片外干扰,还可改善时钟的建立时间和保持时间,是系统稳定工作的保证。不同系列的芯片对锁相环的支持程度不同,但是基本的参数设置大致相同,下面便举例说明altpll的应用。,(1)输入altpll宏功能模块,选择芯片和设置参考时钟,锁相环控制信号设置,输入时钟设置,(2)编译和仿真,锁相环电路,功能仿真波形,8.1.4 存储模块库,存储器模块设计举例,ROM(Read Only Memory,只读存储器)是存储器的一种,利用FPGA可以实现ROM的功能,但其不是真正意义上的ROM,因为FPGA器件在掉电后,其内部的所有信息都会丢失,再次工作时需要重新配置。 Quartus II提供的参数化ROM是lpm_rom,下面用一个乘法器的例子来说明它的使用方法,这个例子使用lpm_rom构成一个4位4位的无符号数乘法器,利用查表方法完成乘法功能。,数据线、地址线宽度设置,控制端口设置,添加.mif文件,如下图所示就是基于ROM实现的4位4位的无符号数乘法器电路图,其参数设置为: LPM_WIDTH=8 LPM_WIDTHAD=8 LPM_FILE=mult_rom.mif,仿真结果,8.2 Maxplus2库,Maxplus2库主要由74系列数字集成电路组成,包括时序电路宏模块和运算电路宏模块两大类,其中时序电路宏模块包括触发器、锁存器、计数器、分频器、多路复用器和移位寄存器,运算电路宏模块包括逻辑预算模块、加法器、减法器、乘法器、绝对值运算器、数值比较器、编译码器和奇偶校验器。 对于这些小规模的集成电路,在数字电路课程中有详细的介绍,其调入方法与Megafunction库中的宏模块相同,只是端口和参数无法设置。,计数器74161设计举例,模10计数器,仿真结果,8.3 Primitives库,8.3.1 缓冲器库,8.3.2 引脚库,8.3.3 存储单元库,8.3.4 逻辑门库,8.3.5 其他模块,8-1 采用Quartus II软件的宏功能模块lpm_counter设计一个模60加法计数器,进行编译仿真,查看仿真结果。 8-2 采用Quartus II软件的宏功能模块lpm_rom,用查表的方式设计一个实现两个8位无符号数加法的电路,进行编译仿真。 8-3 先用lpm_rom设计4bit4bit和8bit8bit乘法器各一个,再用Verilog分别设计4bit4bit和8bit8bit乘法器,比较两类乘法器的运行

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