EDA应用工具深入宏功能模块

会计学1EDA应用工具深入宏功能模块LPM(参数可设置模块库)

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）IO模块（I/O）第1页/共30页LPM概述

算术组件

累加器、加法器、乘法器和LPM算术函数

门电路多路复用器和LPM门函数I/O组件时钟数据恢复(CDR)、锁相环(PLL)、双数据速率(DDR)、千兆位收发器块(GXB)、LVDS接收器和发送器、PLL重新配置和远程更新宏功能模块存储器编译器FIFOPartitioner、RAM和ROM宏功能模块存储组件存储器、移位寄存器宏模块和LPM存储器函数第2页/共30页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

OpenCorePlus硬件评估功能

第3页/共30页7.1宏功能模块概述

7.1.2使用MegaWizardPlug-InManager

<输出文件>.bsf

：BlockEditor中使用的宏功能模块的符号（元件）。

<输出文件>.cmp

：组件申明文件。

<输出文件>.inc

：宏功能模块包装文件中模块的AHDL包含文件。

<输出文件>.tdf

：要在AHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。

<输出文件>.vhd

：要在VHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。

<输出文件>.v

：要在VerilogHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。

<输出文件>_bb.v

：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。

<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。

<输出文件>_inst.vhd

：宏功能模块包装文件中实体的VHDL例化示例。

<输出文件>_inst.v

：

宏功能模块包装文件中模块的VerilogHDL例化示例。

第4页/共30页7.1宏功能模块概述

7.1.3在QuartusII中对宏功能模块进行例化

1、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

计数器乘-累加器和乘-加法器加法/减法器RAM乘法器移位寄存器

第5页/共30页算数运算模块库第6页/共30页参数化乘法器lpm_mult宏功能模块的基本参数表lpm_mult第7页/共30页（1）调用lpm_mult第8页/共30页（2）lpm_mult参数设置输入输出位宽设置乘法器类型设置第9页/共30页（3）编译仿真8位有符号乘法器电路功能仿真波形第10页/共30页4.3计数器模块计数器输出端口宽度和计数方向设置

第11页/共30页计数器模和控制端口设置

第12页/共30页更多控制端口设置第13页/共30页模24方向可控计数器电路lpm_counter计数器功能仿真波形第14页/共30页

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。4.5

锁相环模块第15页/共30页（1）输入altpll宏功能模块选择芯片和设置参考时钟

第16页/共30页锁相环控制信号设置

第17页/共30页输入时钟设置第18页/共30页（2）编译和仿真锁相环电路功能仿真波形第19页/共30页

ROM（ReadOnlyMemory，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。

QuartusII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。4.6存储器模块第20页/共30页数据线、地址线宽度设置

第21页/共30页控制端口设置第22页/共30页添加.mif文件第23页/共30页

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=8LPM_WIDTHAD=8LPM_FILE=mult_rom.mif第24页/共30页仿真结果第25页/共30页4.7其他模块

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。他们的调入方法和Megafunction库中的宏模块是一样的，只是端口和参数无法设置。第26页/共30页计数器74161设计举例

模10计数器第27页/共30页仿真结果模10计数器仿真波形第28页/共30页4.1采用QuartusII软件的宏功能模块lpm_counter设计一个模为60的加法计数器，进行编译和仿真，查看仿真结果。4.2采用QuartusII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，并进行编译和仿真。4.3先利用LPM_ROM设计4位×4位和8位×8位乘法器各