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FPGA模擬MC8051—擴(kuò)展ROM和RAM

[復(fù)制鏈接]
ID:244167 發(fā)表于 2017-11-17 15:03 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
最近在搞一個(gè)測(cè)試板,用FPGA模擬MCU,當(dāng)然,選用的是MC8051的內(nèi)核,誰(shuí)讓人家是免費(fèi)的呢。當(dāng)然也有人說(shuō)可以用NIOS II系統(tǒng),仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智吧。

首先,我使用的是黑金系列的Demo板 (Cyclone IV系列的),接口足夠豐富,實(shí)際上,我只需要一個(gè)核心板就可以了。

介紹一下這個(gè)FPGA,可以讓大家直觀的了解一下,該芯片型號(hào):EP4CE15F256,64K 的RAM,因此,在MC8051分配內(nèi)存的時(shí)候,選擇32K ROM,16K的XRAM,以及128byte的RAM。應(yīng)該足夠放我的程序了,網(wǎng)上很多教程是2K的ROM,對(duì)于我而言,大小了。核心板上有50M和40M兩個(gè)時(shí)鐘,然后我分頻至18M,也是足夠了,已經(jīng)比其他通用的51單片機(jī)快了。其他資源呢?目前還好,沒(méi)啥特別的要求,只是跑個(gè)51系列的核而已,對(duì)FPGA來(lái)說(shuō)小菜一碟。


大家都知道MC8051基本上沒(méi)有額外的一些模塊,比如ADC,DAC,IIC,定時(shí)器也是只有兩個(gè),這些模塊呢,ADC和DAC沒(méi)有辦法,只能用外部器件,比較幸運(yùn)的是,我目前用不到ADC和DAC,IIC可以用GPIO來(lái)模擬,定時(shí)器太少的話可以復(fù)用,當(dāng)然這些涉及一些中斷嵌套等技術(shù)問(wèn)題。之后我們可以詳細(xì)介紹。

上干貨。關(guān)于如何配置FPGA,有一個(gè)網(wǎng)上的教程,我是按著這個(gè)來(lái)的,不過(guò),我的一些需求和他的那個(gè)不一樣,因此,在這里需要特別說(shuō)明一下。
www點(diǎn)cnblogs點(diǎn)com/xiaomeige/p/6403094.html

干貨一:如何擴(kuò)展ROM和RAM,擴(kuò)展至32K ROM,以及16K的XRAM。
首先用上面鏈接的MC8051源代碼進(jìn)行模塊的擴(kuò)展。大家可以嘗試這先建立2K的ROM,這樣熟悉一下流程,然后再來(lái)改ROM和RAM的大小也是可以的。
詳細(xì)步驟見(jiàn)附件。。。

Quartus II軟件版本為16.1。


首先,在下面鏈接中有詳細(xì)的關(guān)于用 FPGA 模擬 MC8-51,先熟悉一下整個(gè)流程。


在已經(jīng)有了一個(gè)小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。


1. 點(diǎn)擊左上角的 Project Navigator,選擇 IP Components,然后你就可以看到我們自己新 加的 IP Core,一個(gè) ROM,兩個(gè) RAM(內(nèi)部 RAM 和外部 RAM),還有最后的鎖相環(huán)(PLL)




2. 雙擊 ROM 的 IP 核, 然后將 ROM 的值改為 32K,其他選項(xiàng)維持不變。同理,將 RAM
的 IP 核的 RAM 值改為 16K,其他值保持不變,改完之后,系統(tǒng)可能要求你進(jìn)行 IP core 的更 新,點(diǎn)擊更新即可,可能需要幾分鐘,改過(guò)之后的樣子還要維持圖 1 所示。具體改動(dòng)地方見(jiàn) 下圖。





3. 點(diǎn)擊左上角的 Project Navigator,選擇 Files,你可以看到所有增加的源文件。
點(diǎn)擊 ROM 的源文件 mc8051_rom.vhd,然后就可以看到 ROM 的相關(guān)信息。見(jiàn)下面兩圖。可 以發(fā)現(xiàn),address 的大小是隨著 ROM 的大小而變化,這個(gè)可以理解。如果是 1024byte,那就 是 2 的 10 次方,32KB 就是 2 的 15 次方,如果地址是從 0 到 14.這一步應(yīng)該大家都明白吧。

看到這個(gè)有啥用呢,因?yàn)槲覀円?TOP 層的設(shè)置信息。








4. 然后打開(kāi) mc8051_top_struc.vhd 文件,你可以看到下圖的部分,其中 s_rom_adr_sml
是用來(lái)聲明 ROM 的地址位數(shù)的,將其改為 14,和上面保持一致。注意,在這個(gè)文件中,有 兩個(gè)地方需要修改。


5. 最后打開(kāi) mc8051_p.vhd 文件,找到下面圖示的部分,那是各個(gè)模塊的定義,同樣將地址 信息改過(guò)來(lái)。


6. 關(guān)于 RAM 的修改,這個(gè)就不用我講了吧,和 ROM 的一樣,只是名字從 ROM 改成了 RAM。 注意這里的 RAM 是指外部 RAM,不要改片內(nèi)的 RAM,有可能失敗,我沒(méi)試過(guò),也沒(méi)必要試。


7.最后的最后,編譯就好了。然后一個(gè) 32K 的 ROM,16K 的片外 RAM 就搞定了,你可以隨 意揮霍 8051 的存儲(chǔ)資源了。


全部資料51hei下載地址:
FPGA模擬MC8051—擴(kuò)展ROM和RAM.docx.pdf (291.37 KB, 下載次數(shù): 21)


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