CPU设计实战（一）
第二章、第三章 任务与实践
文章目录
- 第二章、第三章 任务与实践
- 第二章 硬件实验平台及FPGA设计流程
- 1.跑马灯
- 第三章 数字逻辑电路设计基础
- 1.寄存器堆仿真
- 2.板载RAM以及分布式RAM的仿真
- （1）首先是查找表搭建的RAM仿真，如下图所示，we表示写使能信号，a为写地址，d为写数据，spo为读数据。
- （2）其次是板载的RAM仿真，如下图所示，wea表示写使能，addra表示地址，dina表示写入数据，douta表示读取数据。
- 3.数字逻辑电路的设计与调试
第二章 硬件实验平台及FPGA设计流程
我的手上只有ZCU106板卡，并没有对应的龙芯平台的板子。
1.跑马灯
组合逻辑的点灯，对于每一个灯，由Switch开关来控制。
led.v
module led(input [7:0] switch,output [7:0] led
};assign led = switch;
endmodule
led_tb.v
module led_tb( );reg [7:0] switch;wire [7:0] led;led led_inst(.switch(switch),.led(led));initial beginswitch = 8'b0;#100;$stop;endalways #10 beginswitch = {$random} % 256;end
endmodule
led.xdc
set_property PACKAGE_PIN AL11 [get_ports {led[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[0]} ]
set_property PACKAGE_PIN AL13 [get_ports {led[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[1]} ]
set_property PACKAGE_PIN AK13 [get_ports {led[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[2]} ]
set_property PACKAGE_PIN AE15 [get_ports {led[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[3]} ]
set_property PACKAGE_PIN AM8 [get_ports {led[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[4]} ]
set_property PACKAGE_PIN AM9 [get_ports {led[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[5]} ]
set_property PACKAGE_PIN AM10 [get_ports {led[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[6]} ]
set_property PACKAGE_PIN AM11 [get_ports {led[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS12 [get_ports {led[7]} ]set_property PACKAGE_PIN A17 [get_ports {switch[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[0]}]
set_property PACKAGE_PIN A16 [get_ports {switch[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[1]}]
set_property PACKAGE_PIN B16 [get_ports {switch[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[2]}]
set_property PACKAGE_PIN B15 [get_ports {switch[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[3]}]
set_property PACKAGE_PIN A15 [get_ports {switch[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[4]}]
set_property PACKAGE_PIN A14 [get_ports {switch[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[5]}]
set_property PACKAGE_PIN B14 [get_ports {switch[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[6]}]
set_property PACKAGE_PIN B13 [get_ports {switch[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {switch[7]}]
第三章 数字逻辑电路设计基础
1.寄存器堆仿真
在第2011ns时候，由于we = 1’b0,所以不写入数据，在10ns之后we=1，写入数据。
如果访问没有加载过的位置，会显示X（高阻态）
访问存过的位置，会显示写入的数据大小
2.板载RAM以及分布式RAM的仿真
（1）首先是查找表搭建的RAM仿真，如下图所示，we表示写使能信号，a为写地址，d为写数据，spo为读数据。
依次在地址16’hf0 f1 f2 f3 f3 中写入数据。
从地址16’hf0 f1 f2 f3 f3 中读取数据。
（2）其次是板载的RAM仿真，如下图所示，wea表示写使能，addra表示地址，dina表示写入数据，douta表示读取数据。
依次在地址16’hf0 f1 f2 f3 f3 中写入数据。
从图片可见，板载RAM载读取数据时候，读出数据默认在读地址的后一个时钟周期内出现。
使用提供的XDC文件，先建立50MHz的时钟，再加上输入输出的delay，然后进行综合与实现过程，观察时序报告以及对应的资源报告。
create_clock -period 20.000 -name clk -waveform {0.000 10.000} [get_ports clk]
set_input_delay -clock clk [expr 4.0] [all_inputs]
set_output_delay -clock clk [expr 3.0] [all_outputs]
用资源堆出来的RAM在写数据与读数据时候，都是与地址同步的；
但是板载的RAM在写数据时候同步，读数据时候晚于地址一个时钟周期。
3.数字逻辑电路的设计与调试
（1）删去show_data_r前面的注释#，这样每次都会保存show_data的上一个时钟沿的数值
（2）将num_scn改为num_csn
（3）将缺少的6补上去
（4）更改keep_a_g
（4）更改=为<=
（6）修改后的时序图如下所示
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