Quartus提供的宏模块

实验3 宏功能模块的应用实验目的：熟悉Quartus Ⅱ的宏功能模块的应用。

实验工具：Quartus Ⅱ8.0 实验步骤： 工程设计步骤：实验内容：一、采用Quartus II 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。

（1）原理图设计：如图3-1-1图3-1-1 模60加法计数器（2）综合模60加法计数器：如图 3-1-2图 3-1-2 模60加法计数器综合报告流动状态 软件版本 修复名称 顶层文件 器件系列所有逻辑资源所有寄存器 所有引脚 所有虚拟引脚 所有存储器 器件型号时间模型（3）功能仿真模60加法计数器功能仿真波形图：如图3-1-3图 3-1-3 模60加法计数器功能仿真结论：图3-3宏功能模块中从上到下有以下几个引脚：异步清零端，时钟使能端，时钟，同步置数端使能端，计数使能端，计数方向，置数输入端，输出端，进位输出端。

每个端口功能如图3-3解释，每个端口都实现了理论中的功能，所以功能仿真成功。

（4）时序仿真模60加法计数器时序仿真波形图：如图3-1-4图 3-1-4模60加法计数器时序仿真结论：图3-4中时序仿真的引脚与图3-3相同，每个引脚实现的功能与图3-3相一致。

所不同的是在时序仿真中输出出现了微小的延时，并且输出之间出现了许多细小的毛刺，在进位输出端也出现了一个明显的毛刺。

不过整体仿真的结果是正确的。

最大工作频率：310.37MHz 如图 3-1-5图 3-1-5 最大工作频率延时情况：注：tsu（建立时间），th（保持时间），tco（时钟至输出延时），tpd（引脚至引脚延时）tpd（引脚至引脚延时）tsu（建立时间）tco（时钟至输出延时）th（保持时间）二、先利用LPM_ROM设计8位×8位乘法器，进行编译和仿真，查看仿真结果。

（1）原理图设计：1、用MATLAB产生一个8_8_mult_rom.mif文件。

设计工具Quartus II简介二十世纪后半期，随着集成电路和计算机技术的飞速发展，数字系统也得到了飞速发展。

在可编程集成电路的开发过程中，以计算机为工作平台，融合了电子应用技术，计算机技术，智能化技术最新成果的电子设计自动化（Electronic Design Automation）技术能辅助各种规模的设计工作。

Quartus II是Altera 提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Altera是世界最大可编程逻辑器件供应商之一。

Quartus II在21世纪初推出，是Altera前一代FPGA/CPLD集成开发环境MAX+plus II 的更新换代产品，其界面友好，使用便捷。

在Quartus II上可以完成设计输入、HDL综合、布线布局(适配)、仿真和下载和硬件测试等流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。

Altera的Quartus II 提供了完整的多平台设计环境，能满足各种特定设计的需要，也是单芯片可编程系统(SOPC) 设计的综合性环境和SOPC 开发的基本设计工具，并为Altera DSP 开发包进行系统模型设计提供了集成综合环境。

Quartus II设计工具完全支持VHDL、Verylog 的设计流程，其内部嵌有VHDL、Verilog 逻辑综合器。

Quartus II也可以利用第三方的综合工具，如Leonardo Spectrum Synplify Pro FPGA Complier II并能直接调用这些工具。

同样，Quartus II具备仿真功能，同时也支持第三方的仿真工具，如ModelSim。

此外，Quartus II与MATLAB和DSP Builder结合，可以进行基于FPGA的DSP系统开发，是DSP硬件系统实现的关键EDA工具。

Quartus II包括模块化的编译器。

编译器包括的功能模块有分析综合器(Analysis &Synthesis)、适配器(Filter)、装配器( Assembler)、时序分析器(Timing Analyzer)、设计辅助模块(Design Assistant)、EDA网表文件生成器(EDA Netlist Writer) 和编辑数据接口(Complier Database Interface 等。

quartus 宏编译
Quartus是一款可编程逻辑设备（PLD）设计软件，被广泛应用于数字逻辑电路的设计和仿真。

它提供了一套强大的工具和特性，用于创建、优化和验证各种电路设计。

在使用Quartus进行PLD设计时，我们可以利用宏来简化和优化代码。

宏是一种在编译过程中被替换为特定文本的预定义指令。

它可以显著提高代码的可读性和可维护性，并减少代码冗余。

在使用宏编译时，我们需要遵循一些规则和最佳实践。

首先，我们应该选择有意义的宏名称，以便于其他开发人员理解和使用。

其次，我们应该避免定义与已有变量或函数重名的宏，以免造成命名冲突。

另外，我们还应该注意宏的作用域，确保它们只在需要的地方生效。

使用宏编译可以大大简化代码，提高开发效率。

例如，我们可以使用宏来定义常量，避免在代码中多次重复写入相同的数值。

此外，我们还可以利用宏来定义复杂的逻辑操作，从而简化代码的编写和理解。

然而，宏编译也存在一些注意事项。

首先，我们应该避免在宏定义中包含复杂的逻辑操作，以免导致代码难以理解和维护。

其次，我们需要注意宏的使用方式，确保它们在不同的上下文中能够正常工作。

Quartus宏编译是一种强大的工具，可以优化PLD设计的效率和可
维护性。

通过合理地使用宏，我们可以简化代码，提高开发效率，并确保代码的正确性和可读性。

希望通过这篇文章的介绍，读者能够更好地理解和应用Quartus宏编译。

-----------------------------------------------------RAM宏模块宏模块名称功能描述csdpram 参数化循环共享双端口RAMlpm_ram_dp 参数化双端口RAMlpm_ram_dq 参数化RAM，输入/输出端分离lpm_ram_io 参数化RAM，输入/输出端公用一个端口FIFO宏模块宏模块名称功能描述csfifo 参数化循环共享FIFOdcfifo 参数化双时钟FIFOscfifo 参数化单时钟FIFOlpm_fifo 参数化单时钟FIFOlpm_fifo_dc 参数化双时钟FIFOROM的设计lpm_romQuartus II开发软件中的宏模块－－时序电路宏模块触发器宏模块名称功能描述lpm_ff 参数化D或T触发器lpm_dff 参数化D触发器和移位寄存器lpm_tff 参数化T触发器enadff 带使能端的D触发器expdff 用扩展电路实现的D触发器7470 带预置和清零端的与门JK触发器7471 带预置端的JK触发器7472 带预置和清零端的与门JK触发器7473 带清零端的双JK触发器7474 带异步预置和异步清零端的双D触发器7476 带异步预置和异步清零端的双JK触发器7478 带异步预置、公共清零和公共时钟端的双JK触发器74107 带清零端的双JK触发器74109 带预置和清零端的双JK触发器74112 带预置和清零端的双JK时钟下降沿触发器74113 带预置端的双JK时钟下降沿触发器74114 带异步预置、公共清零和公共时钟端的双JK时钟下降沿触发器74171 带清零端的4D触发器74172 带三态输出的多端口寄存器74173 4位D型寄存器74174 带公共清零端的16进制D触发器74174b 带公共清零端的16进制D触发器74175 带公共时钟和清零端的4D触发器74273 带异步清零端的8进制触发器74273b 带异步清零端的8进制触发器74276 带公共预置和清零端的4JK触发器寄存器74374 带三态输出和输出使能端的8进制D触发器74374b 带三态输出和输出使能端的8进制D触发器74376 带公共时钟和公共清零端4JK触发器74377 带使能端的8进制D触发器74377b 带使能端的8进制D触发器74378 带使能端的16进制D触发器74379 带使能端的4D触发器74396 8进制存储寄存器74548 带三态输出的8位两级流水线寄存器74670 带三态输出的4位寄存器74821 带三态输出的10位总线接口触发器74821b 带三态输出的10位D触发器74822 带三态反相输出的10位总线接口触发器74822b 带三态反相输出的10位D触发器74823 带三态输出的9位总线接口触发器74823b 带三态输出的9位D触发器74824 带三态反相输出的9位总线接口触发器74824b 带三态反相输出的9位D触发器74825 带三态反相输出的8位总线接口触发器74825b 带三态输出的8进制D触发器74826 带三态反相输出的9位总线接口触发器74826b 带三态反相输出的8进制D触发器锁存器宏模块名称功能描述lpm_latch参数化锁存器explatch用扩展电路实现的锁存器Inpltch 用扩展电路实现的输入锁存器nandltch用扩展电路实现的SR（非）与非门锁存器norltch 用扩展电路实现的SR或非门锁存器7475 4位双稳态锁存器7477 4位双稳态锁存器74116 带清零端的双4位锁存器74259 带清零端、可设定地址的锁存器74279 4路SR（非）锁存器74373 带三态输出的8进制透明D锁存器74373b 带三态输出的8进制透明D锁存器74375 4位双稳态锁存器74549 8位二级流水线锁存器74604 带三态输出的8进制2输入多路锁存器74841 带三态输出的10位总线接口D锁存器74841b 带三态输出的10位总线接口D锁存器74842 带三态输出的10位总线接口D锁存器74842b 带三态输出的10位总线接口D反相锁存器74843 带三态输出的9位总线接口D锁存器74844 带三态输出的9位总线接口D反相锁存器74845 带三态输出的8位总线接口D锁存器74846 带三态输出的8位总线接口D反相锁存器74990 8位透明读回锁存器计数器宏模块名称功能描述lpm_conter参数化计数器（仅限FLEX系列器件）gray4 格雷码计数器unicnt 通用4位加/减计数器，可异步设置、读取、清零和级联的左/右移位寄存器16cudslr 16位2进制加/减计数器，带异步设置的左/右移位寄存器16cudsrb 16位2进制加/减计数器，带异步清零和设置的左/右移位寄存器4count 4位2进制加/减计数器，同步/异步读取，异步清零8count 8位2进制加/减计数器，同步/异步读取，异步清零7468 双10进制计数器7469 双12进制计数器7490 10/2进制计数器7492 12进制计数器7493 4位2进制计数器74143 4位计数/锁存器，带7位输出驱动器74160 4位10进制计数器，同步读取，异步清零74161 4位2进制加法计数器，同步读取，异步清零74162 4位2进制加法计数器，同步读取，同步清零74163 4位2进制加法计数器，同步读取，同步清零74168 同步4位10进制加/减计数器74169 同步4位2进制加/减计数器74176 可预置10进制计数器74177 可预置2进制计数器74190 4位10进制加/减计数器，异步读取74191 4位2进制加/减计数器，异步读取74192 4位10进制加/减计数器，异步清零74193 4位2进制加/减计数器，异步清零74196 可预置10进制计数器74197 可预置2进制计数器74290 10进制计数器74292 可编程分频器/数字定时器74293 2进制计数器74294 可编程分频器/数字定时器74390 双10进制计数器74393 双4位加法计数器，异步清零74490 双4位10进制计数器74568 10进制加/减计数器，同步读取，同步和异步清零74569 2进制加/减计数器，同步读取，同步和异步清零74590 8位2进制计数器，带三态输出寄存器74592 8位2进制计数器，带输入寄存器74668 同步10进制加/减计数器74669 同步4位2进制加/减计数器74690 同步10进制计数器，带输出寄存器，多重三态输出，异步清零74691 同步2进制计数器，带输出寄存器，多重三态输出，异步清零74693 同步2进制计数器，带输出寄存器，多重三态输出，同步清零74696 同步10进制加/减计数器，带输出寄存器，多重三态输出，异步清零74697 同步2进制加/减计数器，带输出寄存器，多重三态输出，异步清零74698 同步10进制加/减计数器，带输出寄存器，多重三态输出，同步清零74699 同步2进制加/减计数器，带输出寄存器，多重三态输出，同步清零分频器宏模块名称功能描述Freqdiv 2，4，8，16分频器7456 双时钟5，10分频器7457 双时钟5，6，10分频器多路复用器宏模块名称功能描述lpm_mux 参数化多路复用器2lmux 2线－1线多路复用器16lmux 16线－1线多路复用器2X8mux 8位总线的2线－1线多路复用器8lmux 8线－1线多路复用器74151 8线－1线多路复用器74151b 8线－1线多路复用器74153 双4线－1线多路复用器74157 四2线－1线多路复用器74158 带反相输出的四2线－1线多路复用器74251 带三态输出的8线－1线数据选择器74253 带三态输出的双4线－1线数据选择器74257 带三态输出的四2线－1线多路复用器74258 带三态反相输出的四2线－1线多路复用器74298 带存储功能的四2输入多路复用器74352 带反相输出的双4线－1线数据选择器/多路复用器74353 带三态反相输出的双4线－1线数据选择器/多路复用器74354 带三态输出的8线－1线数据选择器/多路复用器74356 带三态输出的8线－1线数据选择器/多路复用器74398 带存储功能的四2输入多路复用器74399 带存储功能的四2输入多路复用器移位寄存器宏模块名称功能描述lpm_clshift参数化组合逻辑移位器lpm_shiftreg参数化移位寄存器barrelst 8位桶形移位器barrlstb 8位桶形移位器7491 串入串出移位寄存器7494 带异步预置和异步清零端的4位移位寄存器7495 4位并行移位寄存器7496 5位移位寄存器7499 带JK串入串出端的4位移位寄存器74164 串入并出移位寄存器74164b 串入并出移位寄存器74165 并行读入8位移位寄存器74165b 并行读入8位移位寄存器74166 带时钟禁止端的8位移位寄存器74178 4位移位寄存器74179 带清零端的4位移位寄存器74194 带并行读入端的4位双向移位寄存器74195 4位并行移位寄存器74198 8位双向移位寄存器74199 8位双向移位寄存器74295 带三态输出端的4位左右移位寄存器74299 8位通用移位/存储寄存器74350 带三态输出端的4位移位寄存器74395 带三态输出端的4位可级联移位寄存器74589 带输入锁存和三态输出端的8位移位寄存器74594 带输入锁存的8位移位寄存器74595 带输入锁存和三态输出端的8位移位寄存器74597 带输入寄存器的8位移位寄存器74671 带强制清零和三态输出端的4位通用移位寄存器/锁存器Quartus II开发软件中的宏模块－－运算电路宏模块加法器和减法器宏模块名称功能描述lpm_add_sub 参数化加法器/减法器8fadd 8位全加器8faddb 8位全加器7480 门控全加器7482 2位2进制全加器7483 带快速进位的4位2进制全加器74183 双进位存储全加器74283 带快速进位的4位全加器74385 带清零端的4位加法器/减法器乘法器宏模块名称功能描述lpm_mult 参数化乘法器mult2 2位带符号数乘法器mult24 2X4位并行2进制乘法器mult4 4位并行2进制乘法器mult4b 4位并行2进制乘法器tmult4 4X4位并行2进制乘法器7497 同步6位速率乘法器74261 2位并行2进制乘法器74284 4X4位并行2进制乘法器（输出结果的最高4位）74285 4X4位并行2进制乘法器（输出结果的最低4位）除法器divide和lpm_divide绝对值运算lpm_abs数值比较器宏模块名称功能描述lpm_compare 参数化比较器8mcomp 8位数值比较器8mcompb 8位数值比较器7485 4位数值比较器74518 8位恒等比较器74518b 8位恒等比较器74684 8位数值/恒等比较器74686 8位数值/恒等比较器74688 8位恒等比较器编码器模块名称功能描述74147 10线－3线BCD编码器74148 8线－3线8进制编码器74384 带三态输出的8线－3线优先权编码器译码器宏模块名称功能描述lpm_decode 参数化译码器16dmux 4位2进制－16线译码器16ndmux 4位2进制－16线译码器7442 1线－10线BCD－10进制译码器7443 余3码－10进制译码器7444 余3格雷码－10进制译码器7445 BCD码－10进制译码器7446 BCD码－7段译码器7447 BCD码－7段译码器7448 BCD码－7段译码器7449 BCD码－7段译码器74137 带地址锁存的3线－8线译码器74138 3线－8线译码器74139 双2线－4线译码器74145 BCD码－10进制译码器74154 4线－16线译码器74155 双2线－4线译码器/多路输出选择器74156 双2线－4线译码器/多路输出选择器74246 BCD码－7段译码器74247 BCD码－7段译码器74248 BCD码－7段译码器74445 BCD码－10进制译码器奇偶校验器宏模块名称功能描述74180 9位奇偶产生器/校验器74180b 9位奇偶产生器/校验器74280 9位奇偶产生器/校验器74280b 9位奇偶产生器/校验器LPM库单元列表模块分类宏单元简要说明门单元模块lpm_and 参数化与门lpm_bustri 参数化三态缓冲器lpm_clshift 参数化组合逻辑移位器lpm_constant 参数化常数产生器lpm_decode 参数化译码器lpm_inv 参数化反向器lpm_mux 参数化多路选择器busmux 参数化总线选择器mux 多路选择器lpm_or 参数化或门lpm_xor 参数化异或门算术运算模块lpm_abs 参数化绝对值运算lpm_add_sub 参数化的加/减法器lpm_compare 参数化比较器lpm_counter 参数化计数器lpm_mult 参数化乘法器存储器模块lpm_ff 参数化D触发器lpm_latch 参数化锁存器lpm_ram_dq 输入输出分开的参数化RAMlpm_ram_io 输入输出复用的参数化RAMlpm_rom 参数化ROMlpm_shitreg 参数化移位寄存器csfifo class="style8">参数化先进先出队列csdpram 参数化双口RAM其它功能模块pll 参数化锁相环电路。