EDA第6章EDA应用工具深入(宏功能模块)

1、EDA工具应用深6章 EDAI 具应用深入?计数 器模块 ?乘法 器模块 ?锁相?存储器模块?其 他模块LPM (参数可段置模块库)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)? 10 模块 (I/O)LPM概述累加器、加法器、乘法器和 LPM算术函数门电路匚多路复用器和LPM门函数I/O组件A时钟数据恢复（CDR锁相环（PLL）、双数据速率（DDR卜 千兆位收发器块（GXB）、LVD皴收器和发送器、PLL 重新配

2、置和远程更新宏功能模块存储器编译器乂FIFO Petitioner 、RAMF口 ROMg功能模块存储组件上|存储器、移位寄存器宏模块和 LP游储器函数占7.1宏功能模块概述知识产权核的应用AMPP程序MegaCore函数OpenCore评估功能OpenCore PI us硬件评估功能右7J宏功能模块概述使用 MegaWizard Plug-In ManagerV输出文件？ bsf : Block Editor中使用的宏功能模块的符号（元件）。? v输出文件？ cmp :组件申明文件。?v输出文件？ inc :宏功能模块包装文件中模块的 AHDL包含文件。? v输出文件.tdf :要在AHDL

3、设计中实例化的宏功能模块包装文件。? v输出文件？ vhd :要在VHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。? v输出文件:要在VerilogHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。?v输出文件欣:VerilogHDL设计所用宏功能模块包装文件中模块的空体或black-box申明，用于在使用EDA综合工具时指定端口方向。? v输出文件_inst.tdf :宏功能模块包装文件中子设计的 AHDL例化示例。? v输出文件_inst.vhd :宏功能模块包装文件中实体的 VHDL例化示例。?v输出文件_inst.v :宏功能模块包装文件中模块的 VerilogHDL例化示例。占7J宏功能模块概述在Q

4、uartusll中对宏功能模块进行例化在 VerilogHDL 和 VHDL 中例化2、使用端口和参数定义3、使用端口和参数定义生成宏功能模块计数器加法乘-累加器和乘？加法器/减法器乘 RAM法器移位寄存器序号宏模块名称心功能高述心1参数化累加器宏模块（不支持IVIAX3000和IVIAX7000系列） *2浮点加法飙法器宏模如3述九嵌参数化除法器宏模块Q4型5硼参数化乘法器宏模块口5-参数化存储乘法器宏模块Q6黑!噬宏砂7参数北乘加器宏褛块QVVVV vvXTVvvvv8参数化整数平方根运篡宏模块口g参数化平方运算宏模块车10divided参数化除法M如11参数化绝对值运算宏块（直躺.整雅荐

5、使用）a12签数化加法器借法器宏块（以嫁国雅荐使用 ）Q13参数化比较器宏模块（剧女蕊荐使用）P14参数化计数器宏模块（触加隹荐？使用）P15参数化除法器宏禊块（$.H.髭雅荐使用）P16签数化乘法器宏椁块（蠡H聚推荐使用）P17艮八1期4并行加法器宏块，参数化乘法器lpm_mult:宏功能模块的基本参数表端口名称4功能描述v输入端口一均嫌严被乘数口姒或H乘数心sum p部分和Qclocks输入时钟（流水线形式时使用）相dW时钟使能（流水线形式时使用）Q异步清零（流水线形式时使用）Q输出端口 qresult p输出结果 result尸fetaa口 X.Atab +sum参数设爵LPM WIDT

6、HA P删端口的数据线宽度心LPM_WIDTHB P虫域端口的数据线宽度门LPM_WIDTHP八resultn端口笊i数据线宽度qLPM_WIDTHS八sMl端口的数据线宽度存LPMI_REP RESENT ATI01W选择Z三符号数乘法”或“无符号数来法赴 pLPM PIPELINE八流水线实现乘法器时. 一次运算所需时钟周期数A2dsumresult! LPM MULT clock dataaf databf aclr clkenins ? ?fl厂 Bepeat-insert mode 厂 Insert symbol as blockV Launch MegaWizard Plug-In

7、MegaWizard Plug-In Manager.1 SK |Cancel(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B a3 bS 1-21I*-& ! ? !*:-126X118X-119XX i : : 590 :X rx11T XTT-128X-12-1309N X N1536功能仿真波形4.3计救赛濮计数器输出端口宽度和计数方向设置Plug-Id laager - LPiCOUlTEB p4 of 7LPM_COUNTERVersion 6X1About|T Parameter 叵SiSettings LiGeneral iGener3E Opti

8、onal Inputscount erOupdown昨/doW力 modulus 住 clockq4.JOcoirt 登mo学籍照舟的.Which type of courier da you want?O Phin binaryModulcsj 丽山 a count modulus of MlDo jou any optional additional port5?._ Clock EnableCarry-inCount EnableCarry-outResource UsageSlutCancelFinish计数器模和控制端口设置更多控制端口设置Udelkupdown clockup/do

9、iijnmcidulus 24q4.OCOlJtmst$; ii 口 厅？ jAVbWbVhVbWbWbWbWb 门 LITPUT Q4-.D?CCHJtlpm_counterif数器功能仿真波形B0 L 厂_ 厂厂工1厂厂一厂工门UBO 1模 24 方向可控计数器电路4.5 it柏环栈块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

10、，下面便举例说明altpl 口的应用。输入宏功能模块IMU* 41OP ( U HH： 门产Ni， I* A M irdiCF-1七七D： F1 3 1CJfC?3J1 gI .封）CJXfCtJJ ：ALTPLLVersion 6.07 si?il atwi F，一-P.pjEg，列pledge |)“白限心AM：上 njiriTcrJ -：-r r jjrrd PLLWhiM cferce spetd口启品 idl 户j be csing?fl “崛hd is the*puen卬 of tbsndockOirput?口CO.00| MH： *I lSe：LOfLL nLW5riX-icL-

11、:t: Xi：kn口外的* PfawFI L t/crkhi =LL 1八*疝Luu Iif u.-f g?o卜制可厂nlrrgfFlL hJi UPU t*i eukmdH 禅上U为ttQ和4曲qpKhlcfc出0 PLL m Yorn 封口j*O In 5o(MCB*5yi|J imium Gcrtpension Modff C In IcfC Oehy Guffrc Pbtfc坨小 no cwpcnscnL： Crcotc on r itU 2 w门 exiemi 尸必b白匚vILxtcfngixd二口 odo) v/-kh wtM tlorft tj be qTxhatcd for?C

12、3iccl do;:t . Cindi )选择芯片和设置参考时耕lecaYizard Pld-Iw Banacer Fpace 2 of ? 1ALTPLLVersion 6.0三亡工n/LarkT ParameterSetthgsGarpr科/Mod:Able to imetenrent the requested FLL就pl ICjnc2sresefOptional 城守,r B ri- e il 4- r * *，hr fe Ariaci r r d ifre Ariii i: rmi rrdd 回 br ea + l * rariri n e e +i !*酷 下! tent Fr*

13、 ri jdi rrift r i-r en iriri ,Ceace an pllena nput to selnczwely enable :hePLL ij! , r r a reaii r r r - i ( n r p h n , - rrFB*i iri ! , rw , ! 1 ! t rrRUws arit r ! i r r - i f i ri ri ! i ir- r rnar r riT Gqm an jrefst- inpjt to ayrchronoud/ re cel th? PLL! ! ueaze an pfdna input co selectively e

14、nable tre pas5/hequercy ieteccor一 Lock output5 G青户rtcVpd nutpitAdvanced PIL ParametersI king tkpp pa方农,中祠 rprontmnrld lr HuanErl mlpi Ccotc output ;ilc(5)usirg tie Adon:cd PL_ poroweter5Contigjrafjanr wdi output clock(s)帕t use cascade counters a e rot supportedConcolFnish锁相环控制信号设置输入时钟设置I (2)编译和仿真,al

15、tpllOclockrsiincIkOaresetincIkO frequency: 100.000 MH?Operation K-tode: NormalClkRatioPh (dg)DU/ /.八cO2巧0.00劲50.00cl2/11.0050.00CO莎兀讦、cOJlWrtoWrtVWVWrtWAWWWrtVWWrtVWWAftWAWWrtOUTPUT 、clockedAUTPUfzrzrzrzrzrzW 、in stCyclon?锁相环电路clockrstcOclIkdB 0B 0B XB XB 0LnnnAAomnnmRnAnAnAnnnnnmmAnMAomRnAnAnAf? II

16、IIIIIIIIBIIIIIIIBIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIIIIIIBIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIB8IIIIIIIIIIIIIIIIII8IIIIIII1II? IIO0flflifliiiiflfltiiiiiiflifliflflflfliiiflaiifliaiiiiiflflfli功能仿真波形4.6存舍甫春模块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

17、。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 X4 位的无符号数乘法器，利用查表 方法完成乘法功能。LFI.EOI page 3 of 7 egalizard FlugIn lauagerLPM_ROMVersion 6.0About Do cumentationIpm ramOaddress7.01 dockq|Currently selected device Family; CycloneFamily supports LPM_ROM only in backward-com

18、patibility mode. Altera recommends using ALTSYNCRAM wizard.How wide should the q 1 output bus be? 8 7 bitsHow many 8-bit words of memory?7 wordsWhat should the RAM block type be? AutoO M512O M4KResource Usage16M4KO M-RAMOLCsSet the maximum block depth toWhat docking method would you like to use?Sing

19、le dockDual clock: use separate input and output 1 clocksCancelV BackOptions.Auto 7 wordsNext | Finish数据线.地址线宽度设置Plugrln- LPI_ROI page 4 o 71LPM ROMVersion 6.0Documentation1 | PdranfteterSettingsGen曰同)Reqs, ClkenSj ByteEnablej AdrsMem Init巾 m_rom 口address7,.Oclockq7-0Which ports should be registered

20、?O data input port0 address input port0 q output portMur e OptionsCreate one clack enable signal for each clock siqnaL All registered ports are controlled by the enable signal(s).口 Create a byte enable portWhat is the width of a byte for byte enable? rrMore Options Create an ddr* asynchronous cledr

21、for the registered portsResource Usage16M4KCancel Finish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X4位的无符号 数乘法器电路图，其参数设置为：LPM_WIDTH=8 LPM_WIDTHAD=8LPM_FILE=mult_rom.mif，”jdinrr.fl财t；elkJinp.D Z）卿4h财：5LIA-1 1 k + dt 9 I !1* 3 t * Fil 翻 . UR I N 屯*address7 0|-clockin/仿真结果3 岂 U 15 B:1 二田bU 12匕L劣一eB 0一二二JUL工二二匚二工二一工二工