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
计算机组成原理实验2存储器实验_第1张图片
RAM
计算机组成原理实验2存储器实验_第2张图片

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
计算机组成原理实验2存储器实验_第3张图片
RAM
计算机组成原理实验2存储器实验_第4张图片
图2.2 仿真波形图

六、实验讨论与总结

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