【2017年整理】湘潭大学计算机原理实验二ROM存储器与RAM存储器实验报告.docVIP

计算机原理与设计 实验报告 实验二 存储器实验 姓名： XXX 学号： 2013551728 班级： 13级软件工程2班 实验日期： 2014年 10 月29 日 实验地点 信息楼605 硬件环境 Intel(R) Core? i3-3240 ,1.91GB 系统环境 Windows XP SP3 设计软件 Quartus II 13.0 器件型号 EP1C12QC240C8 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内容： （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_163 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_139 instruction[17] PIN_138 instruction[16] PIN_137 instruction[15] PIN_136 instruction[14] PIN_135 instruction[13] PIN_134 instruction[12] PIN_133 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