50494

Проектирование 4-разрядного сумматора

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Открыть VHDL файл и записать в него прогр. Сохранить файл под именем dd1 и установить его старшим в иерархии проекта. Список файлов открывается средней клавишей Files. VHDL файлы относятся файлам образующим проект.

Русский

2014-01-24

116 KB

19 чел.

Лабораторная работа № 3

Проектирование 4-разрядного сумматора.

Цель работы: Получение навыков работы в пакете Quartus; построение многоуровнего проекта, изучение функционирования простейшего КЦУ.

Задание на работу в лаборатории. Построить  схему четырехразрядного сумматора, взяв за основу схемы полусумматора и полного одноразрядного сумматора. В редакторе временных диаграмм задать форму входных сигналов и получить диаграммы выходов.

Порядок выполнения работы.

  1.  Через ярлык  на рабочем столе произвести загрузку пакета Quartus.
  2.  Создать новый проект в своей папке xx, назвав его summ.
  3.  Открыть VHDL файл и записать в него прогр. 1. Сохранить файл под именем add1 и установить его старшим в иерархии проекта. Для этого проделать путь от верхнего меню View –> Utility Windows –> Project Navigator. В левой верхней части экрана откроется окно навигатора. Список файлов открывается средней клавишей (Files). VHDL – файлы относятся файлам, образующим проект. Чтобы установить файл старшим в иерархии, необходимо выбрать его и кликом правой клавишей мыши выбрать Set a Top-Level Entity.
  4.  Откомпилировать файл. Во время компиляции обращайте внимание на сообщения компилятора, где указывается имя проекта и компилируемого файла. Эта информация всегда поможет вам избежать ошибок.
  5.  Пользуясь методикой работы 1, открыть файл временных диаграмм и построить диаграммы полусумматора, взяв интервал для a1 - 20ns, а для b1 – 30ns. Сохранить файл.  Для симуляции временного файла надо воспользоваться строчкой Simulator Tool меню Processing. Через поиск найти название последнего временного файла и нажать Start. Просмотреть результат, нажав в том же окне справа Simulator Report. Проанализируйте полученный результат, запишите задержку.
  6.  Открыть новый VHDL файл и записать в него прогр. 2. Сохранить файл под именем add11 и установить его старшим в иерархии проекта. Откомпилировать файл.
  7.   Построить временные диаграммы одноразрядного сумматора, взяв интервалы для a1 - 20ns, для b1 – 30ns, для c1 – 50ns. Проанализировать  результат симуляции.
  8.  Открыть новый VHDL файл и записать в него прогр. 3. Сохранить файл под именем add4 и установить его старшим в иерархии проекта. Откомпилировать файл.
  9.  Построить временные диаграммы четырехразрядного сумматора. При построении воспользуйтесь клавишей бокового меню, позволяющей  изображать произвольные временные интервалы, на ней изображены два фронта со стрелкой в две стороны. Число a установить равным 10 на интервале 30ns и, затем, на интервале 50ns равным 3. Число b установить равным 7 на интервале 50ns и, затем на интервале 50ns равным 13. Для появления всех разрядов шины на диаграмме кликнуть на + возле имени шины. Проанализируйте результат симуляции.
  10.   Создать библиотечный модуль 4-разрядного сумматора. Для этого открыть VHDL-файл с прогр. 3, в меню File выберите последовательно Create/Update и Create Symbol Files for Current File.
  11.   Далее вам необходимо включить в свой проект два файла периферийных устройств. Имена файлов multiplexor, decoder. Все файлы лежат в папке материалы. Ваши действия: File – Open производите поиск afs – dcti.sut.ru – matherials – sk -3kursдалее до списка файлов. Выбираете multiplexor, записываете в проект File Save As производите поиск– afsdcti.sut.ruhomestudents и далее к своему проекту. Для записанного файла создайте библиотечный модуль. Аналогичные действия проделайте для файла decoder.
  12.   Открыть файл графического редактора FileNewBlock Diagram/Schematic File. Двумя кликами мыши в поле листа вызвать библиотеку символов и последовательно вывести на лист редактора модули add4, multiplexor, decoder. Кроме этих символов вывести из библиотеки на лист символы gnd, input и output. Входы модуля add4 a[3..0], b[3..0] соединить с примитивами input, выходы суммы S[3..0] - со входами data0[…..] модуля multiplexor, а выход c вывести и назвать линию c[0]. К примитиву gnd подвести 3 линии, поименовав их c[1], c[2] и c[3]. Вход data1 модуля multiplexor вывести и поименовать шину c[3..0]. Вход clk модуля multiplexor вывести через input. Выходы модуля multiplexor columns[3..0], определяющие количество используемых сегментных индикаторов, вывести и поименовать линию col[3..0], а выходы outputdata[] соединить со входами indata[3..0] модуля decoder. В таблицу значений параметров модуля multiplexor в строке значений WIDTH заменить 15 на 4. Для обозначения количества индикаторов взять отдельный примитив output. Выходы модуля decoder  соединить с примитивом output. Поименовать входы и выходы полученного устройства. Для этого необходимо произвести два клика на названии pin name примитива input и output. Название может не совпадать с именем выводов модулей, но должно содержать одинаковое количество переменных. Например: A[3..0], B[3..0] для обозначения входов, COL[1..0], OUT[8..0] – для обозначения выходов.
  13.   Созданный файл графического редактора сохранить под именем проекта summ, установить старшим в иерархии и откомпилировать.
  14.   Открыть Pin Planner и произвести разводку выводов. Входы A[3..0] и  B[3..0] соединить с тумблерами (38, 40, 42, 48; 50, 52, 56, 58), вход clk с генератором тактовой частоты макета(16). Выходы   COL[1..0] с питанием индикаторов (109, 110), а выходы OUT[8..0] с сегментами, начиная с нулевого (74, 73, 72, 70, 61, 79, 75, 69, 71). Откомпилировать файл планировщика.
  15.   Подключить макет. Вызвать программатор и, убедившись что загружен нужный файл, подключен требуемый тип кристалла и ByteBlaster, поставить галочку в клетку Program/Configure и нажать Start. Продемонстрировать преподавателю работу устройства на макете.

Прогр. 1

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity add1 is

port(a1,b1:in BIT;c1,s1:out BIT);

end add1;

architecture struct_1 of add1 is

begin

s1<= ((a1 and (not b1)) or ((not a1) and b1));

c1<= a1 and b1;

end struct_1;

Прогр. 2

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity add11 is

port(a2,b2,c1:in BIT;c2,s2:out BIT);

end add11;

architecture struct_1 of add11 is

begin

s2<=(a2 xor b2) xor c1;

c2<= (a2 and b2) or ((a2 xor b2)and c1);

end struct_1;

Прогр.3

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity add4 is

port(a,b:in bit_vector(3 downto 0);

s:out bit_vector(3 downto 0);

c : out bit);

end add4;

architecture structural of add4 is

component add1

port(a1,b1:in BIT;c1,s1:out BIT);

end component;

component add11

port (c1,a2,b2:in BIT; c2,s2:out BIT);

end component;

signal c_in: bit_vector(2 downto 0);

begin

p0: add1

port map(a1=>a(0),b1=>b(0),c1=>c_in(0),s1=>s(0));

p1: add11

port map(c1=>c_in(0),a2=>a(1),b2=>b(1),c2=>c_in(1),s2=>s(1));

p2: add11

port map(c1=>c_in(1),a2=>a(2),b2=>b(2),c2=>c_in(2),s2=>s(2));

p3: add11

port map(c1=>c_in(2),a2=>a(3),b2=>b(3),c2=>c,s2=>s(3));

end structural;

Отчет должен содержать программы работы устройств с их названиями и временными диаграммами их работы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6431. Манипулятивные технологии в системе массовых коммуникаций 167.5 KB
  Манипулятивные технологии в системе массовых коммуникаций. Введение. Определение манипуляции. Признаки манипуляции. Психология манипуляции. Манипуляция на уровне психических процессов. Манипуляция на уровне психологиче...
6432. Проверка гипотезы совпадения экспериментального закона с теоретическим по критерию Колмогорова 25.47 KB
  Проверка гипотезы совпадения экспериментального закона с теоретическим по критерию Колмогорова Этапы задания и результаты их реализации. Задание 1. Разобраться в теоретическом материале Задание 2. Проверить с помощью критерия Колмогорова, подч...
6433. Новейшая история стран Латинской Америки 2.19 MB
  Предисловие Проблемы новейшей истории стран Латинской Америки занимают видное место в отечественной исторической науке. Начиная с 50-х годов было опубликовано много работ по тем или иным вопросам истории региона и отдельных латиноамерикански...
6434. Американская стратегия для ХХI века 152 KB
  Введение Всегда непредсказуемая, мировая история сделала в 1990-е годы нашего века удивительный поворот. После полустолетия биполярного противостояния мир потерял прежнее равновесие и новую систему международных отношений возглавили Соединенные Штат...
6435. Исламская экономика: универсальная теория развития или одна из моделей третьего пути 151.5 KB
  Исламская экономика: универсальная теория развития или одна из моделей третьего пути? Статья посвящена различным теориям развития в мусульманском мире во второй половине XX - начале XXI в., среди них - арабский социализм, исламский социали...
6436. Транснациональные корпорации и транснациональные банки из стран Востока 150 KB
  Транснациональные корпорации и транснациональные банки из стран Востока В статье ставится задача показать растущую роль в экспорте капитала новых игроков в мировой экономике - ТНК и ТНБ из стран Востока, их место среди ведущих глобальных компан...
6437. Анималистические мотивы в творчестве иркутских художников: по материалам юбилейной выставки ИРО ВТОО СХ 2012 Года 29.68 KB
  Анималистические мотивы в творчестве иркутских художников: по материалам юбилейной выставки ИРО ВТОО СХ 2012 года 2012 год - юбилейный как для Иркутской области, так и для иркутского отделения Союза художников России. 80-летие решено было...
6438. Влияние новых технологий в одежде на модные тенденции конца XX - начала XXI века 30.64 KB
  Влияние новых технологий в одежде на модные тенденции конца XX - начала XXI века В настоящее время благодаря научно-техническому прогрессу, способствующему появлению новых материалов в сфере производства швейных изделий, новые технологии ...
6439. ЖЕНСКИЙ АВТОПОРТРЕТ XVI - XX ВВ. КАК ОТРАЖЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ САМОСОЗНАНИЯ ЖЕНЩИН 25.49 KB
  Женский автопортрет XVI - XX вв. как отражение изменения самосознания женщин Женщины - одна из основных тем в искусстве. Испокон веков писатели, поэты и художники восхищались их красотой. Произведения разных времен, стран и народов увеко...