基于FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)62256Sram芯片的讀寫(xiě)控制及校驗(yàn)器的QuartusII程序設(shè)計(jì)

1、EDA實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)62256 Sram芯片的讀寫(xiě)控制及校驗(yàn)器的Quartus II程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 學(xué)號(hào)姓名： 實(shí)驗(yàn)小組成員： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募俺绦蛟O(shè)計(jì)性能要求：如右圖所示，為62256芯片關(guān)鍵圖，管腳功能介紹如下：A0 A14        地址總線(Address) D0 /D7          輸入/輸出口(Input/output) CS    

2、60;              端口選擇(Chip select) WE                 輸入始能(Write enable) OE           

3、0;      輸出始能(Output enable) VCC               電源始能(Power supply) VSS                 接地(Ground)性能要求：進(jìn)行芯片進(jìn)行工作室，

4、CS，OE端口應(yīng)置低電平。進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，WE端口信號(hào)應(yīng)為負(fù)脈沖，進(jìn)行讀操作時(shí)WE端口應(yīng)置高電平。所需設(shè)計(jì)的控制校驗(yàn)功能如下：正確輸出62256芯片所需的使能端信號(hào)。在進(jìn)行校驗(yàn)工作時(shí)，正確的控制讀寫(xiě)控制端口WE的電平狀態(tài)，并順利輸入與輸出地址信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)。校驗(yàn)的具體要求是，共分為兩步：第一，向62256芯片中輸入地址與數(shù)據(jù)信號(hào)，其中奇數(shù)地址輸入55，偶數(shù)地址輸入AA。直到向所有內(nèi)存（32KB）中寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，進(jìn)行讀操作。此時(shí)將讀入的數(shù)據(jù)與芯片內(nèi)實(shí)時(shí)運(yùn)算的，內(nèi)存中應(yīng)該有的數(shù)值進(jìn)行比較，若值相同則輸出為1，否則輸出為0。第二步基本與第一步相同，只需改變奇地址輸入為AA，偶地址輸入為5

5、5。二、程序設(shè)計(jì)部分1.設(shè)計(jì)方案框圖：數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)校驗(yàn)結(jié)果控制地址SRAM62256存儲(chǔ)器校驗(yàn)電路復(fù)位控制2.程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：Addr<=2fh/DoutAddr<=2fhAddr>2fhAddr>2fh3.程序流程圖：初始化檢驗(yàn)步數(shù)Quan=0YNNNwr 負(fù)脈沖addr<=addr+1奇地址data_reg<=55偶地址data_reg<=AAwr=1addr=addr+1奇地址data_reg<=55偶地址data_reg<=AAaddr>2fhaddr>2fhdata=data_reg驗(yàn)證正確dout=1驗(yàn)證錯(cuò)誤dout

6、=0結(jié)束YYYNNNwr 負(fù)脈沖addr<=addr+1奇地址data_reg<=AA偶地址data_reg<=55wr=1addr=addr+1奇地址data_reg<=AA偶地址data_reg<=55addr>2fhaddr>2fhdata=data_reg驗(yàn)證正確dout=1驗(yàn)證錯(cuò)誤dout=0結(jié)束YYYN4Verilog HDL程序源代碼：module wyw(clk, addr , wr, ce, oe, data, dout,areset,data_reg, realaddr);inout7:0 data;input areset;inp

7、ut clk;outputwr,oe,ce;output14:0 addr;output dout;output 7:0 data_reg;reg14:0addr;output14:0 realaddr;reg14:0realaddr;wire7:0 data;wirece=0;wire oe=0;reg wr;reg dout;parameter Idle=3'h0, Write_begin=3'h1, Write_end =3'h2, Read_begin =3'h3, Read_end =3'h4;reg qiuyu;reg quan;reg2:0

8、 STATE;reg7:0 data_reg;/程序輸入輸出端口及狀態(tài)定義assign data=wr?data_reg:8'hzz;/定義雙向數(shù)據(jù)端口data的值always (posedge areset or posedge clk )/時(shí)鐘上升沿激勵(lì)及異步復(fù)位beginif (areset) /異步復(fù)位設(shè)置begin wr<=1'b0;data_reg<=8'h00;addr<=15'b0;dout<=1'b0;STATE<=Idle;end elsebegin case(STATE)/非復(fù)位情況下程序運(yùn)行，狀態(tài)判斷

9、Idle: /第一狀態(tài)Idle的定義begin wr<=1; addr<=15'b0; realaddr<=15'b0; data_reg<=8'h00; STATE=Write_begin; dout<=1'b0; qiuyu<=1'b0; quan<=quan;/校驗(yàn)步數(shù)設(shè)定，1,2循環(huán) end Write_begin:/第二狀態(tài)Write_begin的定義 begin addr=addr+15'h1; /地址自加一realaddr=addr-15'h1; /由于波形顯示時(shí)直接顯示地址自加一結(jié)

10、果，因此加入一個(gè)真實(shí)地址的顯示 wr<=wr;/We輸出負(fù)脈沖的設(shè)定if (quan)/校驗(yàn)步數(shù)判斷，并輸入不同數(shù)據(jù)beginqiuyu<=addr%2;/奇偶地址判斷，并存入不同數(shù)據(jù)if(qiuyu)begindata_reg<=8'h55;endelse begindata_reg<=8'h0AA; end STATE=Write_end;endelsebeginqiuyu<=addr%2;if(qiuyu)begindata_reg<=8'h0AA;endelse begindata_reg<=8'h55; end

11、 STATE=Write_end; end endWrite_end: /第三狀態(tài)Write_end定義 begin wr<=wr; /We輸出負(fù)脈沖的設(shè)定 if(addr=15'h02f)/內(nèi)存地址滿(mǎn)后轉(zhuǎn)入讀校驗(yàn) begin STATE=Read_begin; addr<=15'h0;qiuyu<=1'b0;end elseSTATE=Write_begin; /內(nèi)存地址未滿(mǎn)時(shí)繼續(xù)寫(xiě)數(shù)據(jù)end Read_begin: /第三狀態(tài)Read_begin定義begin/與寫(xiě)入時(shí)同理，校驗(yàn)器內(nèi)部data_reg寄存器產(chǎn)生正確的地址數(shù)據(jù) addr=addr+1

12、5'h1; realaddr=addr-15'h1; wr=0;if (quan)beginqiuyu<=addr%2; if(qiuyu) begin data_reg<=8'h55; STATE=Read_end; end else begin data_reg<=8'h0AA; STATE=Read_end; endendelsebeginqiuyu<=addr%2; if(qiuyu)begindata_reg<=8'h0AA;STATE=Read_end;end else begin data_reg<=8&

13、#39;h55; STATE=Read_end; endend end Read_end : /第五狀態(tài)Read_end定義beginif(addr=15'h02f)/校驗(yàn)完畢后轉(zhuǎn)入第一狀態(tài)執(zhí)行下一步讀寫(xiě)校驗(yàn) beginSTATE=Idle; addr<=15'h0;end elsebeginif(data=data_reg) /從內(nèi)存中讀入數(shù)據(jù)，與寄存器內(nèi)此地址的正確數(shù)據(jù)進(jìn)行比較begindout<=1'b1;/比較相同，結(jié)果輸出1 STATE=Read_begin; end elsebegindout<=1'b0;/比較不同，結(jié)果輸出0 S

14、TATE=Read_begin;endend end default: STATE=Idle; endcaseendendendmodule三、程序仿真及驗(yàn)證。1功能波形仿真2時(shí)序波形仿真4.RTL級(jí)電路模擬四、實(shí)驗(yàn)心得及總結(jié)：本實(shí)驗(yàn)邏輯復(fù)雜，程序編寫(xiě)難度大，要求實(shí)現(xiàn)功能多。本實(shí)驗(yàn)編寫(xiě)時(shí)曾參考網(wǎng)上的類(lèi)似程序流程，但程序整體經(jīng)過(guò)大幅修改及優(yōu)化。在程序編寫(xiě)過(guò)程中，曾出現(xiàn)如下問(wèn)題：1. 邏輯關(guān)系及變量過(guò)于復(fù)雜使得程序編寫(xiě)陷入困境。2. 關(guān)于阻塞賦值與非阻塞賦值的方式選擇失誤，曾長(zhǎng)時(shí)間引起程序仿真時(shí)結(jié)果錯(cuò)誤。3. 網(wǎng)上下載的程序有先天不足級(jí)錯(cuò)誤。以上問(wèn)題的解決方法：1. 從最外層邏輯關(guān)系入手，一步一步細(xì)化邏輯關(guān)系以及程序運(yùn)行流程，通過(guò)形象的流程圖及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖來(lái)使程序結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)化，大大加快編程進(jìn)度。2. 認(rèn)真閱讀了書(shū)本上關(guān)于阻塞賦值與非阻塞賦值的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合仿真時(shí)的直觀錯(cuò)誤，對(duì)每一個(gè)變量進(jìn)行篩選，最后通過(guò)修改地址賦值語(yǔ)句為阻塞賦值，成功解決錯(cuò)誤。3. 借鑒