计算机组成原理实验2存储器实验

一、实验学时
4学时
二、实验目的
（1）掌握 FPGA 中LPM_ROM 的设置，作为只读存储器，ROM 的工作特性和配置方法；
（2）在初始化存储器编辑窗口中，编辑mif 文件，配置ROM中的数据，以 mif 格式文件加载于 LPM_ROM 中；
（3）验证 FPGA 中 LPM_ROM 的功能。
三、实验环境
硬件资源：PC机或笔记本电脑，康芯实验箱；软件资源：Quartus17.1设计平台。
四、实验原理
ALTERA 的 FPGA 中有许多可调用的 LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库，可构成如 LPM_ROM、LPM_RAM_IO、LPM_FIFO、LPM_RAM_DQ 的存储器结构。 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，LPM_ROM 是其中的一种。
如下图2.1所示，LPM_ROM 有 3 组信号：地址信号 ADR[6…0 ]、数据信号Q[31…0]、时钟信号 CLK，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。
LPM_RAM 有 5 组信号：地址信号 ADR[6…0 ]、数据信号Q[31…0]、时钟信号 CLK，数据信号DATA[31…0]，写使能WREN控制DATA[31…0]将数据写入存储单元，其参数都是可以设定的。由于 RAM 是读写存储器，所以它的数据口是双向的。

ROM

RAM

图2.1 实验原理图

五、实验结果
本实验仿真波形如图2所示。ROM中，ADR是输入信号，CLK是控制信号，Q是输出信号;RAM中，ADR,DATA是输入信号，CLK，WREN是控制信号，Q是输出信号，仿真波形的正确性在康芯实验箱上得到了验证。
ROM

RAM

图2.2 仿真波形图

六、实验讨论与总结