FPGA模擬MC8051—擴(kuò)展ROM和RAM

ID:244167 · 發(fā)表于 2017-11-17 15:03

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，誰讓人家是免費(fèi)的呢。當(dāng)然也有人說可以用NIOS II系統(tǒng)，仁者見仁，智者見智吧。

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，沒啥特別的要求，只是跑個(gè)51系列的核而已，對(duì)FPGA來說小菜一碟。

大家都知道MC8051基本上沒有額外的一些模塊，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)來的，不過，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，然后再來改ROM和RAM的大小也是可以的。
詳細(xì)步驟見附件。。。

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，改過之后的樣子還要維持圖 1 所示。具體改動(dòng)地方見下圖。

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。