RAM是用来在程序运行中存放随机变量的数据空间，使用时可以利用 Quartus II 的LPM功能实现RAM的定制。       软件环境：Quartus II 11.0
       操作系统：win7
      

实现方法一：利用LPM_RAM

利用LPM_RAM：     1、首先准备好存储器初始化文件，即.mif文件。
如何生成mif文件？如下：            
mif文件就是存储器初始化文件，即memory initialization file，用来配置RAM或ROM 中的数据。生成 Quartus II 11.0可用的mif文件，有如下几种方式：

方法A：利用Quartus自带的mif编辑器      
优点：对于小容量RAM可以快速方便的完成mif文件的编辑工作，不需要第三方软件的编辑；      
缺点：一旦数据量过大，一个一个的输入会使人崩溃；       使用方法：在quartus中，【file】/【new】，选择Memory Initialization file，弹出如下窗口：   
          
Number of words：可寻址的存储单元数，对于8bit地址线，此处选择256；      
words size：存储单元宽度，8bit；   
然后点击“OK”.
          
* 在表格中输入初始化数据；   * 右键单击左侧地址值，可以修改地址和数据的显示格式；  * 表中任一数据的地址=列值+行值，如图中蓝色单元的地址=24+4=28。         对每个单元填写初始值之后，将文件保存即可。
       方法B：利用mif软件来生成      
无论使用什么编辑器，必须保证mif文件的格式如下：冒号左边是地址，右边是数据；分号结尾；　　

1. 
   
2. DEPTH = 256;　　
   
3. WIDTH = 8;　　
   
4. ADDRESS_RADIX = HEX;　　
   
5. DATA_RADIX = HEX;　　
   
6. CONTENT　　
   
7. BEGIN　　
   
8. 0000 : 0000;　　
   
9. 0001 : 0000;　　
   
10. 0002 : 0000;
    
11. 　　
    
12. ……(此处省略一千字*.*)　　
    
13. 00FA : 00FF;　　
    
14. 00FB : 00FF;　　
    
15. 00FC : 00FF;　　
    
16. 00FD : 00FF;　　
    
17. 00FE : 00FF;　　
    
18. 00FF : 00FF;　
    
19. END;

复制代码

这里推荐一款mif生成器：Mif_Maker2010.exe，可以在公众号内部获取对应软件安装包；这里超链接一下。
Vivado 2017.2 安装教程（含多版本各类安装包）
软件使用方法见如下：      
(1) 打开软件，【文件】/【新建】；   

(2) 设置全局参数

     
(3) 生成波形
以生成正弦波为例：【设定波形】/【正弦波】
      
(4) 修改波形
【手绘波形】/【线条】，鼠标左键选择两个起点，鼠标右键结束，即可绘制任意波形；
绘制完毕后，再次选择【手绘波形】/【取消手绘】，结束绘制状态。
      
(5) 保存文件。
方法C：使用高级语言　　        
用 C 语言或者 matlab 语言等来生成，C 语言生成代码如下：本代码生成一个正弦波的数据波形，保存在 TestMif.mif 中。

1. 
   
2. #include <stdio.h>
   
3. #include <math.h>
   
4. 
   
5. #define PI 3.141592
   
6. #define DEPTH 128     /*数据深度，即存储单元的个数*/
   
7. #define WIDTH 8       /*存储单元的宽度*/
   
8. 
   
9. int main(void)
   
10. {
    
11.    int i,temp;
    
12.    float s;
    
13. 
    
14.    FILE *fp;
    
15.    fp = fopen("TestMif.mif","w");   /*文件名随意，但扩展名必须为.mif*/
    
16.    if(NULL==fp)
    
17.        printf("Can not creat file!\r\n");
    
18.    else
    
19.    {
    
20.        printf("File created successfully!\n");
    
21.        /*
    
22.        *    生成文件头：注意不要忘了“;”
    
23.        */
    
24.        fprintf(fp,"DEPTH = %d;\n",DEPTH);
    
25.        fprintf(fp,"WIDTH = %d;\n",WIDTH);
    
26.        fprintf(fp,"ADDRESS_RADIX = HEX;\n");
    
27.        fprintf(fp,"DATA_RADIX = HEX;\n");
    
28.        fprintf(fp,"CONTENT\n");
    
29.        fprintf(fp,"BEGIN\n");
    
30. 
    
31.        /*
    
32.        * 以十六进制输出地址和数据
    
33.        */
    
34.        for(i=0;i<DEPTH;i++)
    
35.        {
    
36.             /*周期为128个点的正弦波*/
    
37.            s = sin(PI*i/64);   
    
38.            /*将-1～1之间的正弦波的值扩展到0-255之间*/
    
39.            temp = (int)((s+1)*255/2);
    
40.            /*以十六进制输出地址和数据*/
    
41.            fprintf(fp,"%x\t:\t%x;\n",i,temp);
    
42.        }//end for
    
43.       
    
44.        fprintf(fp,"END;\n");
    
45.        fclose(fp);
    
46.    }
    
47. }　　

复制代码

　
验证生成的数据是否正确：用记事本打开生成的mif文件，同时用 Quartus 打开 mif文件，内容如下：
              
能成功导入，且数据一致，说明生成正确。     
前面的推荐的软件的使用方法以及mif文件生成完毕后，开始接下来的设计。      
本篇预先生成了一个正弦波的数据文件，TEST1.mif，可以在 Quartus II 中打开，以便查看内容：【file】/【open】，在文件类型中选择memory files，打开TEST1.mif，内容如下：
         

2、生成LPM_RAM块      
1）在Quartus II 中，【tools】/【megawizard plugin manager】，打开向导，选择【memory compiler】文件夹下的RAM：这里选择单口RAM，
即：RAM:1-PORT，命名为RAM1P；
      　　   
2）设置存储深度为128，数据宽度为8bit、选择嵌入式M4K RAM实现、使用单时钟方案；      

3）取消选择“数据输出锁存”，不需要时钟使能端；
     
4）使用mif初始化该RAM块、允许“在系统(In System)存储器读写”，并将此RAM的ID设置为RAM1；
* 载入前面生成的存储器初始化文件：TEST1.mif；
* ID主要用于多RAM系统时，对不同RAM的识别，此处命名为RAM1；
* 关于“在系统存储器读写”的含义，各位大侠可以自行查阅资料。
      
经过以上设置，即可生成一个名字为RAM1P.v的文件，以后就可以对其进行例化和使用。

3、对RAM1P.v进行例化
对RAM1P.v进行例化，就可以使用，例化方法如下：
      
推荐使用Verilog文本的方式进行例化，十分不赞成用原理图的方式来例化各个模块。      
生成的RTL图：
      
4、对该RAM块进行仿真
对该RAM块进行仿真，以便了解端口的特性：
   
* 由于使用的时钟方案为单时钟(single clock)，因此无论wren=0还是1，Q都输出address指定的地址中的数据；可以从Verilog描述中看出这是利用assign语句实现的(verilog代码见下文)。      
* 当wren=1时，将数据输入端data的数据写入到address指定的存储单元内。
         输出的数据依次为0x80，0x86，0x8c，0x92……,对比前文所显示的mif文件内容，可以验证mif文件已经成功导入，而接下来输出的数据0x0c、0x0d、0x0c、0x0c，是在wren=1期间，由数据输入端data写入到地址04、05、06、07中的数据，接下来继续输出0xb0、0xb6……，则仍然为 mif 中对应地址的初始化数据。      
说明：在编译过程中，如果使用 cyclone II 器件，可能会出现错误“Error: M4K memory block WYSIWYG primitive……”，解决办法如下：【ASSIGNMENTS 】/【 SETTING】，找到如下位置，在name中输入“CYCLONEII_SAFE_WRITE”，在DEFAULT SETTING中输入“VERIFIED_SAFE”；  
然后点击add按钮：   
         

方法二、使用verilog纯文本的描述方式

生成同样功能的RAM块，代码如下：
      
注意此时mif文件载入RAM的方法，是利用文本描述的方式实现的，此种方式有一个缺点，就是不能在modelsim中进行仿真：      (*  ram_init_file = "TEST1.mif " *)  reg [7:0] mem[127:0];      
对比两种方法的优缺点：      
　　        
经过 Quartus II 的编译报告可以看出，方法二比方法一相比，占用了很多的LE，同时还使用了1024个register，因此方法二是十分不经济的，这里给出只是提供一个参考，便于理解LPM_RAM的工作方式，应用时，建议使用方法一来构建RAM。