计算机原理与设计
实验报告
实验二存储器实验
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学号： 2013551728
班级： 13级软件工程2班
实验日期： 2014年 10 月29 日
1.FPGA中ROM定制与读出实验
一．实验目的
1、掌握FPGA中ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。
2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于ROM中；
3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM；
4、验证FPGA中ROM的功能。
二．实验原理
ALTERA的FPGA中有许多可调用的模块库，可构成如rom、ram、fifo等存储器结构。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，ROM是其中的一种。ROM有5组信号：地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，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。图2-1-1中的ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；instruction[31..0]——lpm_ROM的32位数据输出端；a[4..0]——lpm_ROM的5位读出地址。
实验中主要应掌握以下三方面的容：
（1）ROM的参数设置；
（2）ROM中数据的写入，即FILE初始化文件的编写；
（3）ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。
三．实验步骤
（1）新建工程。工程名是scinstmem.qpf。
（2）用初始化存储器编辑窗口编辑ROM配置文件（文件名.mif）。这里预先给出后面将要用到的指令存储器初始化文件：scinstmem.mif 。如下图，scinstmem.mif中的数据是机器指令代码。
scinstmem.mif中的数据
（3）模块设计。用图形编辑，使用工具Mega Wizard Plug-In Manager，定制指令存储器rom 宏功能块。设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为5位和32位,并添加输入输出引脚，如图设置和连接。
ROM的结构图
在设置rom数据参数选择项file的对应窗口中（下图），用键盘输入ROM配置文件的路径（scinstmem.mif），然后设置在系统ROM/RAM读写允许，以便能对FPGA中的ROM在系统读写。
设置在系统ROM/RAM读写允许
（4）全程编译。
（5）画波形文件并进行功能仿真。
波形如上图。
（6）引脚锁定。
引脚分配如下表：
Node Name Location
clk PIN_240
a[4] PIN_6
a[3] PIN_4
a[2] PIN_3
a[1] PIN_2
a[0] PIN_1
instruction[31] PIN_168
instruction[30] PIN_167
instruction[29] PIN_166
instruction[28] PIN_165
instruction[27] PIN_164
instruction[26] PIN_
instruction[25] PIN_162
instruction[24] PIN_161
instruction[23] PIN_160
instruction[22] PIN_159
instruction[21] PIN_158
instruction[20] PIN_141
instruction[19] PIN_140
instruction[18] PIN_
instruction[17] PIN_
instruction[16] PIN_137
instruction[15] PIN_136
instruction[14] PIN_
instruction[13] PIN_134
instruction[12] PIN_
instruction[11] PIN_132
instruction[10] PIN_128
instruction[9] PIN_41
instruction[8] PIN_21
instruction[7] PIN_20
instruction[6] PIN_19
instruction[5] PIN_18
instruction[4] PIN_17
instruction[3] PIN_16
instruction[2] PIN_15
instruction[1] PIN_14
instruction[0] PIN_13
（7）全程编译。
（8）编程下载。下载SOF文件至FPGA，改变ROM的地址a[4..0]，外加读脉冲，通过实验台上的数码管比较读出的数据是否与初始化数据(scinstmem.mif中的数据)一致。
注，工程名是scinstmem.qpf，下载scinstmem.sof示例文件至实验台上的FPGA，选择实验电路模式仍为NO.0，32位数据输出由数码8至数码1显示，5位地址由键2、键1输入，键1负责低4位，地址锁存时钟CLK由键8控制，每一次上升沿，将地址锁入，数码管8/7/6/5/4/3/2/1将显示ROM中输出的数据。发光管8至1显示输入的5位地址值。
（9）在系统读写。打开QuartusII的在系统存储模块读写工具In-system Momery_Content Editor，了解FPGA中ROM中的数据，并对其进行在系统写操作（下图）。
在系统存储模块读写
（10）实验数据记录
a 2 4 5 7 17
instruction 20050004 AC82000 8C890000 20050003 8000017 2．FPGA中RAM读写实验
一．实验目的
1、了解FPGA中RAM模块ram的功能
2、掌握ram的参数设置和使用方法
3、掌握ram作为随机存储器RAM的工作特性和读写方法。
二．实验原理
在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成存储器，ram的结构如下图。从DATAIN[7..0]
