湘潭大学计算机原理试验二ROM存储器与RAM存储器试验报告材料

1、计算机原理与设计实验报告实验二存储器实验:XXX学号：2022551728班级：13级软件工程2班实验日期：2022年10月29日实验地点信息楼605硬件环境Intel(R)Core?i3-3240,1.91GB系统环境WindowsXPSP3设计软件QuartusII13.0器件型号EP1C12QC240C81 1 .FPGA.FPGA 中 ROMROM 定制与读生实验一.实验目的1、掌握FPGA中ROM的设置,作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法.2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM,学习将程序代码以mif格式文件加载于ROM中；3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM;

2、4、验证FPGA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、ram、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卜数据信号q卜时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable,其参数都是可以设定的.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,通过配置文件一起写入存储单元的.图2-1-1中的ROM有3组信号：inclk输入时

3、钟脉冲；instruction31.0lpm_ROM的32位数据输出端；a4.0lpm_ROM的5位读出地址.实验中主要应掌握以下三方面的容：(1)(1)ROM的参数设置；(2)(2)ROM中数据的写入,即FILE初始化文件的编写；(3)(3)ROM的实际应用,在GW48_CP+实验台上的调试方法.三.实验步骤(1)新建工程.工程名是scinstmem.qpf.(2)用初始化存储器编辑窗口编辑ROM配置文件(文件名.mif).这里预先给出后面将要用到的指令存储器初始化文件：scinstmem.mif.如下列图,scinstmem.mif中的数据是机器指令代码.scinstmem.mifscin

4、stmem.mifAddrAddr*1*1修t4*5*5一sco-toooc200SO004ACtJMOSCSSOtJOU加之44.空305M3D82OAEFFFF34ASFFFF390855552022FFFF312AFFFF014-93D25(11+9402601463S2410010AQ001!2Q0S-FFFF000543010003440000034403-000343C208000017136CS90000208400Q40109402030A5FFFF14AQFFFB00031QQO003EQ008scinstmem.mif中的数据(3)模块设计.用图形编辑,使用工具MegaWi

5、zardPlug-InManager,定制指令存储器rom宏功能块.设置地址总线宽度address口和数据总线宽度q,分别为5位和32位,并添加输入输出引脚,如图设置和连接.号1scirstmem.brfscirstmem.brf0函医一、|豆星|徐福上印的ROM的结构图在设置rom数据参数选择项file的对应窗口中(下列图),用键盘输入ROM配置文件的路径(scinstmem.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ROM/RAM读写允许(4)全程编译.(5)画波形文件并进行功能仿真.IDSfl.Cns町：酰l211XnsWre珈JCM

6、2fl.CnE迪：n$到上七期0年40.(ns51ns童;藉BIBBBjlNbps._rLn_rLnLrLRTLrGjrLLLTTLrtOlMU_r【巾xn广丁)瞪rixv7里才翼广 rM工7慎片BX3(3x$xxat.也:同询1DMM嬴BU5aMiaow脑OOH弘高觥CBTOO励?44动画?血而卷4g式减屈痛诉孤丽#:你喃确而同1血喊:所冷碰波形如上图.(6)引脚锁定.引脚分配如下表:NodeNameLocationclkPIN_240a4PIN_6a3PIN_4a2PIN_3a1PIN_2a0PIN_1instruction31PIN_168instruction30PIN_167inst

7、ruction29PIN_166instruction28PIN_165instruction27PIN_164instruction26PIN_instruction25PIN_162instruction24PIN_161instruction23PIN_160instruction22PIN_159instruction21PIN_158instruction20PIN_141instruction19PIN_140instruction18PIN_instruction17PIN_instruction16PIN_137instruction15PIN_136instruction14

8、PIN_instruction13PIN_134instruction12PIN_instruction11PIN_132instruction10PIN_128instruction9PIN_41instruction8PIN_21instruction7PIN_20instruction6PIN_19Dps%.HU衣iiHTiEiTDMnUO,alta.is.：Zinstruction5PIN_18instruction4PIN_17instruction3PIN_16instruction2PIN_15instruction1PIN_14instruction0PIN_13(7)全程编译

9、.(8)编程下载.下载SOF文件至FPGA,改变ROM的地址a4.0,外加读脉冲,通过实验台上的数码管比拟读出的数据是否与初始化数据(scinstmem.mif中的数据)一致.注,工程名是scinstmem.qpf,下载scinstmem.sof例如文件至实验台上的FPGA,选择实验电路模式仍为NO.0,32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限制,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中输出的数据.发光管8至1显示输入的5位地址值.(9)在系统读写.翻开QuartusII的在系统存储模块读写工

10、具In-systemMomery_ContentEditor,了解FPGA中ROM中的数据,并对其进行在系统写操作(下列图).In-SycteIn-Syctew wEs.ciryCoutentEditor-F=/fhiyan/ran/fcinftMew-Es.ciryCoutentEditor-F=/fhiyan/ran/fcinftMew-ECECI IILSILSI IMMMMEdtEdtIAMFtosHsmFtosHsmtHotHo电士期:心心问的JTMChariCuihuraticnJTAE,阳加IBx xHardwareLEB-3J*SatupCeilE；型Elm海206加的3Saf

11、iO-fik-:由ny0：rQffllOODDOOOODDOO K KJI 0000 CCCC 392400sc00sc202005DCDC0 0q q 0000coco1818ACAC膛0J0J 0000七iTI*.*1iTI*.*1*.*.*003DCS003DCSECEC3S3S 0000 DODOaiaiX X4040 zzzzozoz0000 5050 .5 52020A5FFFF rrrr3434 AEAEFFFFITi iiAiA$ $0 0F Fh hB BP P1E1E* *T-T- k kOODQOaOODQOa3939Q Q5555 55552D2D0303 FFFF F

12、FFF31312kFFFF FFFF01013D3D 2525OLOL1 1：2G2Gs.uu*,s.uu*,JREOODQCfOODQCfClCl抬羽口 1 10101 coco 3131QgQgOQOQ acac 0 0 日2020FFFF FFFF0000 咋4141 CQCQJS九一c.c.003014003014.u.uJ8J8 驯ococ口【4444jaja0000oeoeC20808.UJOLTLTOUOUOQOQ*如003019003019ECEC3333 0000 DODOZDZDewew COCO 口 q q01010909 如 zaza2Q2QA5FFFF rrrr141

13、4 ADADrrrr yeye* *1*1* 1 1-i;-i;Q Q 1 1 立OODQlcOODQlc1010IDID LDLD acacacacOEOE coco 3535*ii-*ii-* *J*J*1 1 在系统存储模块读写(10)实验数据记录实验数据如下表：a245717instruction20220004AC82000:8C890000202200038000017(4)(4)FPGAFPGA 中 RAMRAM 读写实验一.实验目的1、了解FPGA中RAM模块ram的功能2、掌握ram的参数设置和使用方法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FP

14、GA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成存储器,ram的结构如下列图.从DATAIN7.0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data31.0输入,从右边out31.0输出,wren为读/写限制信号端.数据的写入：当输入数据和地址准备好以后,clk是地址锁存时钟,当信号上升沿到来时,地址被锁存,数据写入存储单元.数据的读出：从address4.0输入存储单元地址,在clk信号上升沿到来时,该单元数据从out31.0输出.时和n尸W?刘忤uicmlorrunnircJ：3El3El1AfiChriLEww口门JfAOiMHKIF鼻|ilnKeID|Wi

15、dtl-Uejlh|lykMideUGRPbrlrfHJ5HqUGRPbrlrfHJ5HqF FSAHjpIQ-HoflunriigJ2妾WM/ROM瓦gW危Device:Fife回1F1C1U4HB3000|二使用在系统读写工具对RAM中的数据进行读写操作(6)实验数据实验数据如下表：wren101010address113443DATAIN121224242323out0050121224240000232324243.3.实验心得这次实验我掌握ROM与RAM存储器的设置,作为只读存储器ROM和随机存取存储器RAM的工作特性和配置方法.对存储器的工作原理和解后也有了进一步的熟悉,为以后的学习和试验oaDODDDQ口口ananDOHananMaooaoaocooao口口aoiDacaizDD口口DOao33_sa1nuunuonDOODADDDQDo-0o-0oQQQQDDoDun口口口口