我想在基于SDRAM的DE1-SOC中实现一个电路,我应该从哪里开始? (我已经完成了一部分)

时间:2016-09-23 13:17:01

标签: verilog fpga synthesis qsys

我想制作一个简单的项目,在我的Altera DE1-SOC的SDRAM中加载10个数字,准备作为我正在创建的逻辑单元的输入,

逻辑单元只做一个简单的算术“Y =(X + 1)*(X-1),X是输入,Y是输出”。它将从SDRAM中逐个选取值,计算并吐出另一个SDRAM安排的结果。

然后SDRAM应该存储这些数据,例如,我希望将这些数据从DE1-SOC中取出到PC中。

到目前为止,我已经完成了这段代码,(如果需要检查):

module mem_prue1 (rst_n, clk, fin);

input clk, rst_n;
output fin;

wire [6:0] data_X;
reg [6:0] sec_A, sec_B, s_sec_A, s_sec_B;
reg [13:0] rslt_Y, s_rslt_Y;

reg save_sec_A, save_sec_B, save_rslt_Y, set_ram;
reg clear, enable, next_num, no_num, fin, w_mem_out; 

reg [1:0] state, nextstate;
reg [3:0] indx;

parameter S0 = 0; parameter S1 = 1; parameter S2 = 2; parameter S3 = 3;


RAM_IN RAM_IN_inst1 (
.data_X (data_X),
.indx(indx)
);

RAM_OUT RAM_OUT_inst1 (
.s_rslt_Y (s_rslt_Y),
.w_mem_out (w_mem_out), 
.set_ram (set_ram)
);

always @ (posedge clk or negedge rst_n)
begin   

if (~rst_n) 
        begin
            set_ram <= 1;
            indx <= 0;
            no_num <=0;
            enable <= 1;
            s_sec_A <= 0;
            s_sec_B <= 0;
            s_rslt_Y <= 0;
            state <= S0;
        end 
    else if (clear) 
        begin
            enable <= 0;
            state <= nextstate;
            no_num <= 0;
            indx <= 0;
            set_ram <= 1;
            fin <= 1;
        end     
    else
        begin
            set_ram <= 0;
            state <= nextstate;
            if (save_sec_A)
                s_sec_A <= sec_A;
            if (save_sec_B)     
                s_sec_B <= sec_B;
            if (save_rslt_Y)    
                s_rslt_Y <= rslt_Y;
            if (next_num)
                begin
                    if (indx >= 9)
                        begin 
                            indx <= 0;   /// resetea el indice de la memoria
                            no_num <= 1;  // se informa que no hay numeros
                        end
                    else
                        indx <= indx + 4'b0001;
                end 
            end
end

always @ (*)
begin
w_mem_out = 0;
sec_A = 0; sec_B = 0; rslt_Y = 0;
save_sec_A = 0; save_sec_B = 0; 
save_rslt_Y = 0; clear = 0;
next_num = 0;
case (state)

S0: 
        begin
        if (~enable)
            nextstate = S0;
        else 
        begin
            sec_A = data_X + 7'b0000001; 
            save_sec_A = 1;
            nextstate = S1;
        end
        end

S1: begin
        sec_B = data_X - 7'b0000001;
        save_sec_B = 1;
        nextstate = S2;
        end

S2:     begin
        rslt_Y = s_sec_A * s_sec_B;
        save_rslt_Y = 1;
        nextstate = S3;
        end

S3:     begin
        w_mem_out = 1;
        next_num = 1;
        nextstate = S0;
        if (no_num == 1)
            clear = 1;
        end

default:
        nextstate = S0;

    endcase

end

endmodule

这是我“模拟”为输入数据RAM的内存:

module RAM_IN (data_X, indx);


input [0:3] indx;
output [6:0] data_X;


reg [6:0] data_X;
reg [6:0] in_ram [0:9];

always @ (indx)
data_X = in_ram [indx];

initial
begin
$readmemb("C:/altera/15.0/PROYECTOS/mem_prue/in_ram.txt", in_ram);
end

endmodule

,这用于输出数据:

module RAM_OUT (s_rslt_Y, w_mem_out, set_ram);

input [13:0]s_rslt_Y;
input set_ram, w_mem_out;

reg [3:0] addr_out; // tamano de 57600 datos 

reg [13:0] mem_out [0:9];

always @ (w_mem_out or set_ram)
begin

if (set_ram)
addr_out = 0;

else if (w_mem_out == 1) 
    begin
        mem_out [addr_out] = s_rslt_Y;  
        addr_out = addr_out + 4'b0001;
    end
else 
    addr_out = addr_out;

end
endmodule

和测试台:

module mem_prue1_tb ();

wire fin;
reg clk, rst_n;

mem_prue1 mem_prue1_inst1 (

.clk(clk),
.rst_n (rst_n),
.fin (fin)

);


initial
begin
rst_n <= 1; 
#1 rst_n <= 0;
#2 rst_n <= 1;
clk <= 1;
end 


always
begin
#5 clk = ~clk;
end

//---------------------------
integer out,i;
initial begin
  out=$fopen("C:/altera/15.0/PROYECTOS/mem_prue/mem_out.txt");
end

always@(posedge clk) begin
if(fin==1)        
  for(i=0;i<=9;i=i+1) begin
     $fdisplay(out,"%b",mem_prue1_inst1.RAM_OUT_inst1.mem_out[i]);
    if(i==9)begin
        $stop;
    end
end

end

endmodule

所以,基本上现在我想用“模拟”RAM代替真正的SDRAM,我不知道最实用的方法是什么。

我应该使用QSYS,NIOS-II,还是仅通过学习Megawizard IP库并生成UniPHY的变体。我只是学习使用FPGA,所以我对这部分感到困惑。我想下载适当的手册和教程,以便详细了解这一点,但我希望你们能指导我。

PD:我的目标是“隔离”我的逻辑单元和“模拟ram”,因为我猜我是否像我一样编程,它会消耗逻辑资源,我的主要目标是计算面积,只有我的逻辑的能量和速度消耗,没有内存负担。

感谢。

3 个答案:

答案 0 :(得分:1)

您的关键字(QSYS,megawizard,uniphy)表示Altera。如果你只是想模拟SDRAM,你应该没问题。有时候,在真正的芯片中调出那个界面会第一次变得毛茸茸。

如果您只是进行模拟,我会使用QSYS生成SDRAM控制器模块。如果您可以执行DDR3,则可以生成示例设计。如果这样做,您将能够看到DDR3的接口如何工作。事实上它应该已经去了。

作为一个FYI,读取会有更多的延迟,因此您需要能够等待响应,或者您需要具有管道架构,您可以在其中同时进行多次读取。

答案 1 :(得分:1)

&#34; FPGA现在是什么?&#34;教程为SDRAM仿真提供了一些建议(对于Xilinx平台,显然不符合您的特定情况)。基本上,它归结为寻找具有可用Verilog / VHDL模型的SDRAM供应商,并将其插入模拟测试平台。 (请注意,这些模型不可合成。)

http://www.xess.com/static/media/appnotes/FpgasNowWhatBook.pdf

答案 2 :(得分:0)

Altera有一个教程,用于将SDRAM连接到DE1-SoC板上的Nios II系统(使用Qsys)。

ftp://ftp.altera.com/up/pub/Altera_Material/16.0/Tutorials/Verilog/DE1-SoC/Using_the_SDRAM.pdf

如果您正在实现自己的控制器(或使用仅HW硬核),本教程也会提供SDRAM的时序信息。