湘潭大学计算机原理 实验二 ROM存储器与RAM存储器实验报告材料.doc

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1、计算机原理与设计实验报告实验二存储器实验：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WindowsXPSP3设计软件QuartusII13.0器件型号EP1C12QC240C81.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；

2、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

3、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

4、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MegaWizardPlug-InManager，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）

5、，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：NodeNameLocationclkPIN_240a[4]PIN_6a[3]PIN_4a[2]PIN_3a[1]PIN_2a[0]PIN_1instruction[31]PIN_168instruction[30]PIN_167instruction[2

6、9]PIN_166instruction[28]PIN_165instruction[27]PIN_164instruction[26]PIN_instruction[25]PIN_162instruction[24]PIN_161instruction[23]PIN_160instruction[22]PIN_159instruction[21]PIN_158instruction[20]PIN_141instruction[19]PIN_140instruction[18]PIN_instruction[17]

7、PIN_instruction[16]PIN_137instruction[15]PIN_136instruction[14]PIN_instruction[13]PIN_134instruction[12]PIN_instruction[11]PIN_132instruction[10]PIN_128instruction[9]PIN_41instruction[8]PIN_21instruction[7]PIN_20instruction[6]PIN_19instruction[5]PIN_18instruct

8、ion[4]PIN_17instruction[3]PIN_16instruction[2]PIN_15instruction[1]PIN_14instruction[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.m