湘潭大学计算机原理实验二ROM存储器和RAM存储器实验报告

1、计算机原理与设计实验报告实验二存储器实验某：XXX学号：2013551728班级：13级软件工程2班实验日期：2014年10月29日实验地点信息楼605硬件环境Intel(R) Core 13-3240 J.91GB系统环境Windows XP SP3设计软件Quartus II 13.0器件型号EP1C12QC240C81.FPGA中ROM定制与读出实验一. 实验目的1、掌握FPGA中ROM的设宜，作为只读存储器ROM的工作特性和配宜方法。2、用文本编辑器编辑mif文件配宜ROM,学习将程序代码以n】if格式文件加载于ROM中：3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配巻ROM：4、验证FP

2、GA中ROM的功能。二. 实验原理ALTERA的FPGA中有许多可调用的模块库，可构成如rom、ran】、fifo等存储器结构。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，ROM是其中的一种。ROM有5组信号：地址信号 address、数据信号4、时钟信号inclock、oinclock、允许信号memenable,英参数都是 可以设左的。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，通过配宜文件一起写入存储单元的。图2-1-1中的ROM有3 组信号：inclk输

3、入时钟脉冲：instructional.。lpm_ROM的32位数据输出端； a4.Olpm_ROM的5位读出地址。实验中主要应掌握以下三方而的内容：（1）ROM的参数设置：（2）ROM中数据的写入，即FILE初始化文件的编写；（3）ROM的实际应用，在GW48J2P+实验台上的调试方法。实验步（1）新建工程。工程名是scinstmcm.qpfo（2）用初始化存储器编辑窗口编辑ROM配置文件（文件划.mif）。这里预先给出后而将要 用到的指令存储器初始化文件：scinstmem.mif。如下图,scinstmem.mif中的数据是机器指 令代码。冒 scinstmem.mifAddrT I十2

4、十3“ I巧为|+7003C010000342400502005000400C00018AC8200008C89000001244022020050030820A5FFFF34A8FFFF390855552009FFFF312AFFFF01493025014940260146382410010A0001080000082005FFFF000543C0000844000008440S000843C20800001718000040208C890000208400040109402020A5FFFF14A0FFFB00081000003E0008scinstmemmif中的数据（3）模块设计。用图

5、形编借，使用工具Mega Wizard Plug-In Manager,左制指令存储器rom 宏功能块。设巻地址总线宽度address闲数据总线宽度q,分别为5位和32位，并添加输 入输岀引脚，如图设宜和连接。scirstmem.bcfaddress4 .01inclocki2t Bock t/pe: AUTOinGt_romq31.O mstnjstionpl.u8 / 8ROM的结构图在设程rom数据参数选择项file的对应窗口中（下图），用键盘输入ROM配置文件的路径 （scinstmcm.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。设置在系统

6、ROM/RAM读写允许（4）全程编译。（5）画波形文件并进行功能仿真。（6）引脚锁定。 引脚分配如下表:Node NameLocationelkPIN.240a4PIN 6a3PIN 4aPIN 3alPIN.2a0PIN.linstructionalPIN.168instruction：30PIN.167instruction29PIN.166instruction28PIN.165instruction27PIN.164instruction26PIN.163instruction25PIN.162instruction24PIN.161instruction23PDL160instruc

7、tion22PIN.159instructionalPIN.158instruction20PDL141instruction.19PIN.140instruction.18PIN 139instruction.17PIN.138instruction.16PIN.137instruction.15PIN.136instruction.14PIN.135instruction.13PIN.134instruction.12PIN.133instruction.ilPIN.132instruction.10PIN.128instruction9PIN.41instruction8PIN.21in

8、struction7PIN.20instructionE6PIN.19instructionEdPIN.18instruction4PIN.17instruction3PIN.16instruction2PIN.15instructionlPIN.14instruction0PIN.13（7）全程编译。（8）编程下载。下载SOF文件至FPGA,改变ROM的地址a4.O,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（scinstmem.mif中的数据）一致。注，工程名是scinstmem.qpf,下载scinstmem.sof示例文件至实验台上的FPGA,选择实验 电路模式仍为

9、NO.O, 32位数据输出由数码8至数码1显示，5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 8/7/6/5/4/3/2/1将显示ROM中输岀的数据。发光管8至1显示输入的5位地址值。（9）在系统读写。打开QuartusII的在系统存储模块读写工具In-system Momery_Content Editor, 了解FPGA中ROM中的数据，并对其进行在系统写操作（下图）。In-Syst e Iesory Cont ent Editor - F:/shiyan/ro/scinste - scinstenSe=rch atera co

10、mJTAG gh Conhajratiza： JTAG readyS） XJnstcrice lnaaer：E ffl 11 E elodcqjrev |1： EP1G2（OM2E3OD） v |H沁册e： USB.BlacIrGrfLSB.ODevice;Eite EdtPtocessria lods athdow tfeb vnstance 0： fomloooooo3C0100oo342400502005OO0400COOO18AC8200COs.q$.p 000005BC3900oo014022oz00500320A5FFFF3址ABFFrr$Q”P00000a390B5SS52009

11、FFFF312aFF0149302501钙40269UU .1*.009O0DI4638240101oo01oa00oooa2005FFFF000543co F85C000014000844oooo084403oo0843C20800oo1700oo4D20DDCg000019BC3900OOZD齐COoq0109902020A5FFFFA0FFIB 600001cDO0810oo003E00os在系统存储模块读写（10）实验数据记录 实验数据如下表：a245717instruction20050004AC820008C8900002005000380000172. FPGA中RAM读写实验一

12、.实验目的1、了解FPGA中RAM模块ram的功能2、掌握ram的参数设宜和使用方法3、掌握ram作为随机存储器RAM的工作特性和读写方法。二.实验原理在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成存储器，ram的结构如下图。从DATAIN.0 输入的低8位数据由ext8to32.v进行零扩展为32位输入数据后，送入ram的左边data31.O 输入，从右边oiit31.0输出，wren一为读/写控制信号端。数据的写入：当输入数拯和地 址准备好以后，elk是地址锁存时钟，当信号上升沿到来时，地址被锁存，数据写入存储单 兀O数据的读岀：从address4.O输入存储单元地址，在elk信号上升沿到来时

13、，该单元数据从 out31.0输出。wren读/写控制端，低电平时进行读操作，高电平时进行写操作；elk读/写时钟脉冲：DATAIN7.O低8位数据输入端：data31.ORAM的32位数据输入端：address4.ORAM的读岀和写入地址； out31.0RAM的32位数据输出端。lpm_ram_dp实验电路图三实验步骤（1）RAM左制与ROM基本相同，实验步骤也类似。按图输入电路图，同样使用工具Mega Wizard Plug-In Manager.,设程地址总线宽度addressFfl数据总线宽度q,分别为5位和32 位,并进行编译、仿真、引脚锁定、FPGA配置。（2）注意，RAM也能加

14、入初始化文件scdatamem.niif （数据存储器的初始化文件），注意 此文件加入的路径表达和文件表达（下图）：scdatamem.mif ,（后缀mif要小写）：同时择 在系统读写RAM功能,RAM的ID名取为:mm2 RAM加入初始化文件和选择在系统读写RAM功能（3）波形仿真波形仿真结果如下:（4）引脚分配 引脚分配图下表:Node NameLocationaddress4PIN.6address 3PIN.4address2PIN.3address El.PIN.2addressPIN.lelkPIN.169DATAIN7PIN.240DATAIN6PIN.239DATAINE5PIN.238DATAIN4PIN.237DATAIN3PIN.236DATAIN2PIN.235DATAINC