FPGA基础设计（八）：串口访问ROM

前言

将ROM中的数据读取出来，通过串口发送到上位机。

整体设计

模块划分

1、按键消抖模块
2、ROM控制器模块
3、创建ROM IP核模块
4、串口发送模块
前面已经设计好了串口发送模块和按键消抖模块，还剩ROM IP的创建和控制ROM模块的设计。

读ROM控制模块设计：

1、address：读地址端口
2、q：读数据端口
3、设置单时钟模式clock来控制所有寄存器

如何读ROM？
只要当前时刻给出写地址rdaddress，ROM输出端q就是对应地址的存储单元中的数据。
在什么时刻发送数据？
一开始rdaddress为0，q是地址为0的存储单元中的数据，第一次按下按键，使能Send_en，发送数据，然后产生Tx_done标志信号，作为写地址自加的条件，同时又使能Send_en，
这样就实现了q端数据始终等于当前输入到ROM中的rdaddress对应的存储单元中的数据。

ROM IP核

ROM：只读存储器，只能读出事先所存的数据，一旦存储无法改变且掉电不丢失。

事实上在FPGA中通过IP核生成的ROM调用的都是FPGA内部的RAM资源，掉电数据丢失。
用IP核生成的ROM模块与RAM模块相比只是不能写数据而已，提前添加了数据文件（.mif格式），对ROM中的数据进行初始化。

ROM的读操作与单端口RAM配置中的读操作相同。

• 单端口ROM：提供一个读地址端口和一个读数据端口，只能进行读操作。
  
  address：读地址端口
  q：读数据端口
  addressstall_a：地址使能控制，为高电平时，有效地址时钟会保持之前的地址【创建IP时可选】；
  inclock、outclock：支持输入与输出时钟模式和单时钟模式；
             在输入与输出时钟模式下，输入时钟控制读地址寄存器；输出时钟控制数据q输出寄存器。
              在单时钟模式下，没有inclock、outclock，只有一个clock信号，可以通过单时钟以及时钟使能clockena来控制M9K存储器模块中所有寄存器。
  inclocken、outclocken：使能输入时钟和输出时钟；
  outaclr：异步复位信号。
  ROM模式没有写使能、字节使能、数据输入寄存器，写地址寄存器。

• 双端口ROM：与单端口ROM类似，区别是提供两个读地址和两个读数据端口，看成两个单端口ROM的合并。

这里只进行单端口ROM IP核的创建，实现对ROM中数据简单的读取就行。

创建单端口ROM IP核

.mif格式文件的制作：
ROM中提前添加mif文件，对ROM中的数据进行初始化。
文件格式如下：

一般mif格式文件的创建使用脚本进行转换，比如实现串口传图显示，将图像像素值数据存到ROM中；对应想测试对ROM中数据进行读取，使用Quartus II软件可以创建mif文件。

1、mif格式文件中生成的数据位宽是8bit，这里设置数据位宽为8bit；
设置存储容量为256个数据，即256个8bit数据；
选择单时钟模式，控制读地址寄存器和读数据寄存器；【若是双时钟模式，输入时钟控制读地址寄存器，输出时钟控制读数据寄存器】

2、输出端口q是否需要寄存一拍，一般不选择；
ROM模式没有写使能；
这里也不勾选时钟使能信号、ROM异步复位信号aclr；

3、加载数据文件，添加之前生成的mif格式文件