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第4章基于宏功能模块的设计 第4章基于宏功能模块的设计 u乘法器模块 u计数器模块 内容 内容 u锁相环模块 u存储器模块 u其他模块 4.1乘法器模块 Megafunction库是Altera提供的参数化 模块库。从功能上看，可以把 Megafunction库中的元器件分为： u 算术运算模块（arithmetic ） u逻辑门模块（gates ） u储存模块（storage ） u IO模块（I/O） 算数运算模块库 lpm_mult 参数化乘法器lpm_mult宏功能模块的基本参数表 （1）调用lpm_mult （2）lpm_mult参数设置 输入输出位宽设置 乘法器类型设置 （3）编译仿真 8位有符号乘法器电路 功能仿真波形 4.3 计数器模块 计数器输出端口宽度和计数方向设置 计数器模和控制端口设置 更多控制端口设置 lpm_counter计数器功能仿真波形 模24方向可控计数器电路 4.5锁相环模块 参数化锁相环宏模块altpll 以输入时钟信号作为参考信 号实现锁相，从而输出若干个同步倍频或者分频的片内 时钟信号。与直接来自片外的时钟相比，片内时钟可以 减少时钟延迟，减小片外干扰，还可改善时钟的建立时 间和保持时间，是系统稳定工作的保证。不同系列的芯 片对锁相环的支持程度不同，但是基本的参数设置大致 相同，下面便举例说明altpll的应用。 （1）输入altpll宏功能模块 选择芯片和设置参考时钟 锁相环控制信号设置 输入时钟设置 （2）编译和仿真 锁相环电路 功能仿真波形 4.6存储器模块 ROM （Read Only Memory，只读存储器）是存储器的 一种，利用FPGA可以实现ROM的功能，但其不是真正意义 上的ROM，因为FPGA器件在掉电后，其内部的所有信息都 会丢失，再次工作时需要重新配置。 Quartus II提供的参数化ROM是lpm_rom，下面用一 个乘法器的例子来说明它的使用方法，这个例子使用 lpm_rom构成一个4位×4位的无符号数乘法器，利用查表 方法完成乘法功能。 数据线、地址线宽度设置 控制端口设置 添加.mif文件 如下图所示就是基于ROM实现的4位×4位的无符号 数乘法器电路图，其参数设置为： LPM_WIDTH=8 LPM_WIDTHAD=8 LPM_FILE=mult_rom.mif 仿真结果 4.7其他模块 Maxplus2库主要由74系列数字集成电路组成，包括 时序电路宏模块和运算电路宏模块两大类，其中时序电 路宏模块包括触发器、锁存器、计数器、分频器、多路 复用器和移位寄存器，运算电路宏模块包括逻辑预算模 块、加法器、减法器、乘法器、绝对值运算器、数值比 较器、编译码器和奇偶校验器。 对于这些小规模的集成电路，在数字电路课程中有详细 的介绍。他们的调入方法和Megafunction库中的宏模 块是一样的，只是端口和参数无法设置。 计数器74161设计举例 模10计数器 仿真结果 模10计数器仿真波形 习 题 4.1 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。 4.2 采用Quartus II软件的宏功能模块lpm_rom，用查表 的方式设计一个实现两个8位无符号数加法的电路，并进行 编译和仿真。 4.3 先利用LPM_RO