FPGAQuartus2宏功能模塊應(yīng)用.ppt

《FPGAQuartus2宏功能模塊應(yīng)用.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《FPGAQuartus2宏功能模塊應(yīng)用.ppt（84頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

EDA技術(shù)及其應(yīng)用 第4章宏功能模塊應(yīng)用 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 1電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 1流水線乘法累加器頂層設(shè)計(jì) 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 2定制新的宏功能塊 1 調(diào)用乘法器 3 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 3 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 3選擇LPM宏功能模塊 1 調(diào)用乘法器 3 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 3 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 4設(shè)置乘法器參數(shù) 1 調(diào)用乘法器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 5設(shè)置乘法器結(jié)構(gòu)類(lèi)型 1 調(diào)用乘法器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 6將LPM乘法器設(shè)置為流水線工作方式 1 調(diào)用乘法器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 7設(shè)置LPM加法器類(lèi)型 2 調(diào)用加法器和鎖存器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 8選擇加法器數(shù)據(jù)輸入類(lèi)型 2 調(diào)用加法器和鎖存器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 9為加法器增加進(jìn)位輸出 2 調(diào)用加法器和鎖存器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 10為加法器增加流水線功能 2 調(diào)用加法器和鎖存器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 2電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖3 11為L(zhǎng)PM寄存器選擇D觸發(fā)器類(lèi)型 2 調(diào)用加法器和鎖存器 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 3電路時(shí)序仿真與測(cè)試 圖3 12基于邏輯宏單元的設(shè)計(jì)報(bào)告 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 3電路時(shí)序仿真與測(cè)試 圖3 13基于專(zhuān)用嵌入式乘法器模塊的設(shè)計(jì)報(bào)告 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 3電路時(shí)序仿真與測(cè)試 圖3 14基于邏輯宏單元的流水線乘法累加器時(shí)序分析報(bào)告 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 3電路時(shí)序仿真與測(cè)試 圖3 15基于專(zhuān)用嵌入式乘法器模塊的流水線乘法累加器時(shí)序分析報(bào)告 4 1流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 1 3電路時(shí)序仿真與測(cè)試 圖3 16MULTADD工程仿真波形 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 17邏輯數(shù)據(jù)采樣電路頂層設(shè)計(jì) 3 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 18調(diào)用LPMRAM宏功能模塊 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 19LPMRAM參數(shù)設(shè)置 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 20增加時(shí)鐘使能控制 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 21允許在系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)容編輯器能對(duì)此RAM編輯 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 22調(diào)用LPM計(jì)數(shù)器 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 23設(shè)置為加法計(jì)數(shù)器 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 24設(shè)置為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 25增加異步清0控制 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 26鍵入默認(rèn)參數(shù) 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 27加入默認(rèn)參數(shù) 4 2邏輯數(shù)據(jù)采樣電路設(shè)計(jì) 圖3 28邏輯數(shù)據(jù)采樣電路時(shí)序仿真波形 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 29引腳鎖定 1 鎖定引腳 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 30In SystemMemoryContentEditor編輯窗中硬件通信口設(shè)置 2 打開(kāi)在系統(tǒng)存儲(chǔ)單元編輯窗 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 31In SystemMemoryContentEditor掃描FPGA結(jié)果 2 打開(kāi)在系統(tǒng)存儲(chǔ)單元編輯窗 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 32In SystemMemoryContentEditor上載FPGA中RAM數(shù)據(jù) 3 讀取RAM中的數(shù)據(jù) 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 33利用In SystemMemoryContentEditor讀取LPM RAM中數(shù)據(jù) 3 讀取RAM中的數(shù)據(jù) 4 3在系統(tǒng)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)編輯器應(yīng)用 圖3 34利用In SystemMemoryContentEditor向LPM RAM下載數(shù)據(jù)文件 4 編輯下載RAM中的數(shù)據(jù) 5 輸入輸出數(shù)據(jù)文件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 35正弦信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖 4 4 1工作原理 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 4 4 2定制初始化數(shù)據(jù)文件 1 建立 mif格式文件 例3 1 WIDTH 8 DEPTH 64 ADDRESS RADIX HEX DATA RADIX HEX CONTENTBEGIN0 FF 1 FE 2 FC 3 F9 4 F5 數(shù)據(jù)略去 3D FC 3E FE 3F FF END 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 4 4 2定制初始化數(shù)據(jù)文件 1 建立 mif格式文件 例3 2 include include math h main inti floats for i 0 isin rom mif 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 36將波形數(shù)據(jù)填入mif文件表中 4 4 2定制初始化數(shù)據(jù)文件 2 建立 hex格式文件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 37ASM格式建hex文件 4 4 2定制初始化數(shù)據(jù)文件 2 建立 hex格式文件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 38sdata hex文件的放置路徑 4 4 2定制初始化數(shù)據(jù)文件 2 建立 hex格式文件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 39簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器頂層電路設(shè)計(jì) 4 4 3定制LPM元件 3 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 40選擇data rom模塊數(shù)據(jù)線和地址線寬度 3 4 3定制LPM元件 3 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 41調(diào)入ROM初始化數(shù)據(jù)文件并選擇在系統(tǒng)讀寫(xiě)功能 3 4 3定制LPM元件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 42修改初始化數(shù)據(jù)文件路徑 4 4 3定制LPM元件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 43設(shè)定為加法計(jì)數(shù)器 4 4 3定制LPM元件 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 44當(dāng)前工程仿真波形輸出 4 4 4完成頂層設(shè)計(jì) 4 4簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 圖3 45利用In SystemMemoryContentEditor讀取LPM ROM中數(shù)據(jù) 4 4 4完成頂層設(shè)計(jì) 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 46SignalTapII編輯窗 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 1 打開(kāi)SignalTapII編輯窗 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 47選擇需要測(cè)試的信號(hào) 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 2 調(diào)入待測(cè)信號(hào)窗 3 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 48設(shè)置SignalTapII工作參數(shù) 3 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 2 調(diào)入待測(cè)信號(hào)窗 3 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 49設(shè)置SignalTapII的觸發(fā)信號(hào)和觸發(fā)方式 3 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 3 SignalTapII參數(shù)設(shè)置 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 50SignalTapII文件存盤(pán) 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 4 文件存盤(pán) 3 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 51設(shè)置全程編譯中加入SignalTapII核文件 3 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 4 文件存盤(pán) 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 52下載含有SignalTapII的 sof文件并啟動(dòng)SignalTapII 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 5 編譯下載 6 啟動(dòng)SignalTapII進(jìn)行采樣與分析 3 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 53設(shè)置SignalTapII窗口中波形數(shù)據(jù)顯示方式 3 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 5 編譯下載 6 啟動(dòng)SignalTapII進(jìn)行采樣與分析 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 54SignalTapII嵌入式邏輯分析儀獲得的波形 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 6 啟動(dòng)SignalTapII進(jìn)行采樣與分析 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 55利用In SystemMemoryContentEditor修改LPM ROM中數(shù)據(jù)后SignalTapII測(cè)得的波形 4 5 1SignalTapII一般使用方法和實(shí)例 6 啟動(dòng)SignalTapII進(jìn)行采樣與分析 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 56選擇高級(jí)觸發(fā)條件 4 5 2編輯SignalTapII的觸發(fā)信號(hào) 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 57進(jìn)入 觸發(fā)條件函數(shù)編輯 窗口 4 5 2編輯SignalTapII的觸發(fā)信號(hào) 4 5嵌入式邏輯分析儀使用方法 圖3 58編輯觸發(fā)函數(shù) 4 5 2編輯SignalTapII的觸發(fā)信號(hào) 4 6FIFO模塊定制 圖3 59FIFO編輯窗 4 6FIFO模塊定制 圖3 60FIFO的仿真波形 4 7嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL調(diào)用 圖3 61選擇輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘為20MHz 4 7 1建立嵌入式鎖相環(huán)元件 4 7嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL調(diào)用 圖3 62選擇控制信號(hào) 4 7 1建立嵌入式鎖相環(huán)元件 4 7嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL調(diào)用 圖3 63選擇e0的輸出頻率為200MHz 4 7 1建立嵌入式鎖相環(huán)元件 4 7嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL調(diào)用 圖3 64ALTPLL元件的仿真波形 4 7 2測(cè)試鎖相環(huán) 4 7嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL調(diào)用 圖3 65增加了鎖相環(huán)的電路 4 7 2測(cè)試鎖相環(huán) 4 8優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖3 66未使用流水線 4 8 1流水線設(shè)計(jì) 4 8優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖3 67使用流水線 4 8 1流水線設(shè)計(jì) 4 8優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖3 68流水線工作圖示 4 8 1流水線設(shè)計(jì) 4 8優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖3 69不合理的結(jié)構(gòu) 4 8 2寄存器平衡技術(shù) 4 8優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖3 70寄存器平衡結(jié)構(gòu) 4 8 2寄存器平衡技術(shù) 4 9時(shí)序設(shè)置與分析 圖3 71全編譯前時(shí)序條件設(shè)置 設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)CLK不低于130MHz 4 9 1時(shí)序約束設(shè)置 4 9時(shí)序設(shè)置與分析 圖3 72由TimingWizard窗口設(shè)置時(shí)序條件 4 9 1時(shí)序約束設(shè)置 4 9時(shí)序設(shè)置與分析 圖3 73時(shí)序分析報(bào)告窗 4 9 2查看時(shí)序分析結(jié)果 習(xí)習(xí)題 4 1 歸納利用QuartusII進(jìn)行原理圖輸入設(shè)計(jì)的流程 從電路編輯輸入一直到SignalTapII測(cè)試 4 2 如何為設(shè)計(jì)中的SignalTapII加入獨(dú)立采樣時(shí)鐘 4 3 參考QuartusII的Help 詳細(xì)說(shuō)明Assignments菜單中Settings對(duì)話框的功能 1 說(shuō)明其中的TimingRequirements Qptions的功能 使用方法和檢測(cè)途徑 2 說(shuō)明其中的CompilationProcess的功能和使用方法 3 說(shuō)明Analysis SynthesisSetting的功能和使用方法 以及其中的SynthesisNetlistOptimization的功能和使用方法 4 說(shuō)明FitterSettings中的DesignAssistant和Simulator功能 舉例說(shuō)明它們的使用方法 4 4 概述Assignments菜單中AssignmentEditor的功能 舉例說(shuō)明 習(xí)題 4 5 LPM ROM LPM RAM LPM FIFO等模塊與FPGA中嵌入的EAB等模塊有怎樣的聯(lián)系 4 6 參考QuartusII的Help Contents 詳細(xì)說(shuō)明LPM元件altcam altsyncram lpm fifo lpm shiftreg的使用方法 以及其中各參量的含義和設(shè)置方法 4 7 試歸納QuartusII的In SystemMemoryContentEditor有那些用途 如果要設(shè)計(jì)一CPU 如何為它配置含有匯編程序代碼的ROM 文件 4 8 試說(shuō)明 為什么對(duì)組合電路加入了流水線結(jié)構(gòu)后 總延時(shí)不但沒(méi)有減少 反而有所增加的情況下 數(shù)據(jù)的處理速度卻能大幅提高 4 9 應(yīng)用流水線結(jié)構(gòu) 為什么要進(jìn)行寄存器平衡 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 1 流水線乘法累加器設(shè)計(jì) 4 2 簡(jiǎn)易邏輯分析儀設(shè)計(jì) 4 3 簡(jiǎn)易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 4 8位16進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì) 圖3 74頻率計(jì)電路框圖 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 5 利用LPM ROM設(shè)計(jì)乘法器 例4 3 WIDTH 8 DEPTH 256 ADDRESS RADIX HEX DATA RADIX HEX CONTENTBEGIN00 00 01 00 02 00 03 00 04 00 05 00 06 00 07 00 08 00 09 00 10 00 11 01 12 02 13 03 14 04 15 05 16 06 17 07 18 08 19 09 20 00 21 02 22 04 23 06 24 08 25 10 26 12 27 14 28 16 29 18 30 00 31 03 32 06 33 09 34 12 35 15 36 18 37 21 38 24 39 27 40 00 41 04 42 08 43 12 44 16 45 20 46 24 47 28 48 32 49 36 50 00 51 05 52 10 53 15 54 20 55 25 56 30 57 35 58 40 59 45 60 00 61 06 62 12 63 18 64 24 65 30 66 36 67 42 68 48 69 54 70 00 71 07 72 14 73 21 74 28 75 35 76 42 77 49 78 56 79 63 80 00 81 08 82 16 83 24 84 32 85 40 86 48 87 56 88 64 89 72 90 00 91 09 92 18 93 27 94 36 95 45 96 54 97 63 98 72 99 81 END 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 6簡(jiǎn)易存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì) 圖3 75簡(jiǎn)易存儲(chǔ)示波器電路圖 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 7LPM FIFO實(shí)驗(yàn) 圖3 76lpm fifo的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖 實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 4 7LPM FIFO實(shí)驗(yàn) 圖3 77lpm fifo的仿真波形圖