王金明 电子设计自动化 第八章课件(非原版)讲解.ppt

第8章 宏功能模块设计 第8章 宏功能模块设计 学习目标及重点： 1） 了解宏功能模块的概念； 2） 了解quartus II为设计者提供了那些宏 功能模块； 3） 了解quartus II中宏功能模块的使用步 骤和方法 8.1 8.1 MegafunctionsMegafunctions库库 8.2 Maxplus28.2 Maxplus2库库 8.3 Primitives8.3 Primitives库库 内容内容 宏功能模块设计 quartus II提供的 三种 宏模块库宏模块库 8.1 8.1 MegafunctionsMegafunctions库库 Megafunction库是Altera提供的参数 化模块库 算术运算模块（arithmetic ） 逻辑门模块（gate） 储存模块（storage） IO模块（I/O） Megafunction库 8.1.1 算数运算模块库 下面以参数化乘法器lpm_mult为例来说明如何在设计中使用宏功 能模块lpm_mult的基本参数已在下表中给出 lpm_mult-参数化乘法器模块设计举例 （1）调用lpm_mult 在quartusII的图形编辑界面下，在空白处双击鼠标左键，或单击右键， 选择菜单”insert”-”symbol”命令，即可弹出宏模块选择界面，然后选择宏模块 库所在目录\alteral\quartus60\libraries\megafunctions,则所有的库函数就会出 现在窗口中，我们选lpm_mult,就可以将参数化乘法器宏模块调入到原理图编 辑窗口中。

如下图所示 参数化宏模块输入界面 点击ok，进入乘法器模块参数设置页面，如下图所示 （2）lpm_mult参数设置 生成文件类型和文件名设置 点击“next”，进入输入/输出位宽设置，如下所示 （2）lpm_mult参数设置 输入输出位宽设置乘法器类型设置 （2）lpm_mult参数设置 乘法器优化设置 （2）lpm_mult参数设置 输出文件选择 （3）编译仿真 8位有符号乘法器电路 功能仿真波形 8.1.2 逻辑门库 参数化与门宏模块举例 8.1.3 I/O模块库 8.1.3 I/O模块库 锁相环模块设计举例 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 8.1.4 存储模块库 存储器模块设计举例 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 8.2 Maxplus28.2 Maxplus2库库 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，其调入方法与Megafunction库中的宏模块相同，只是 端口和参数无法设置 Maxplus2库 74系列数字集成电路 各类门电路 时序电路模块 运算电路模块 触发器、锁存器、计数器 、 分频器、多路复用器 移位寄存器 逻辑运算模块 算术运算模块（加、减法 器等） 编译码器 计数器74161设计举例 模10计数器 仿真结果 8.3 Primitives8.3 Primitives库库 PrimitivesPrimitives库库 缓冲器库缓冲器库 逻辑门库逻辑门库 引脚库引脚库 存储单元库存储单元库 其他库其他库 8.3 Primitives8.3 Primitives库库 8.3.1 缓冲器库 8.3.2 引脚库 8.3.3 存储单元库 8.3.4 逻辑门库 8.3.5 其他模块 。