647

Использование языка AHDL при проектировании цифровых устройств

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Описание комбинационного устройства на языке AHDL. Реализация комбинационного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ, быстродействия и временных задержек). Функциональная компиляция и моделирование устройств.

Русский

2013-01-06

159.5 KB

28 чел.

Московский авиационный институт

(национальный исследовательский университет)

Лабораторная работа №6

Использование языка AHDL при проектировании цифровых устройств

Выполнил студент группы 07-305: Феськов С. В.

                                                                                              Проверил: Кривилёв А.В.            

Москва 2012


Задание:Cпроектировать цифровое устройство (Схема выборки 2 событий из 4) и 4-х разрядный суммирующий счётчик используя язык AHDL.

Содержание

1. Цель работы

2. Синтез комбинационного устройства…………………………………………………………2

3. Синтез счётчика с использованием словарного метода……………………….2-3

4. Описание комбинационного устройства на языке AHDL с использованием:

  а) оператора условного выбора IF……………………………………………………………….3

  б) оператора множественного выбора CASE……………………………………………….4

  в) оператора таблицы истинности TABLE…………………………………………………….4

  г) логических выражений в МДНФ, полученных после синтеза………………..5

5. Описание счётчика на языке AHDL с использованием:

      логических выражений в МДНФ, полученных после синтеза…………………5

6. Функциональная компиляция и моделирование устройств………………….5-6

7. Реализация комбинационного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ

быстродействия и временных задержек)…………………………………….................6

8. Реализация последовательностного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ

быстродействия и временных задержек)……………………………………………………….7

9. Создание двухиерархического проекта для комбинационного устройства:

  а) верхним уровнем иерархии является описание в графическом редакторе…………………………………………………………………………………………………………..7

  б) верхним уровнем иерархии является

описание в текстовом редакторе…………………………………………………………………….8

10. Вывод…………………………………………………………………………………………………………..8


Цель: знакомство с языком описания цифровых устройств ALTERA Hardware Description Language на примерах разработки комбинационного и последовательностного устройств.

Синтез комбинационного устройства.

 

 

Входы 

 

 

Выход 

i

x3

x2

x1

x0

y

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

2

0

0

1

0

0

3

0

0

1

1

1

4

0

1

0

0

0

5

0

1

0

1

1

6

0

1

1

0

1

7

0

1

1

1

0

8

1

0

0

0

0

9

1

0

0

1

1

10

1

0

1

0

1

11

1

0

1

1

0

12

1

1

0

0

1

13

1

1

0

1

0

14

1

1

1

0

0

15

1

1

1

1

0

Таблица истинности                                      Карта Карно

x0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

0

0

x3

0

1

0

1

 

 

 x1

                                 

                             x2

МДНФ:

y=x3x2x1x0 V x3x2x1x0 V x3x2x1x0 V x3x2x1x0

V x3x2x1x0 V x3x2x1x0

Синтез счётчика с использованием словарного метода.

Реализация на основе JK-триггера

а) Словарь переходов для JK-триггера

Переходы

F

J

K

0 -> 0

0

0

~

0 -> 1

u

1

~

1 -> 0

d

~

1

1 -> 1

1

~

0

б) Таблица переходов согласно словарю переходов для JK-триггера

i

1 состояние

2 состояние

Функции

a3

a2

a1

a0

a3

a2

a1

a0

F3

F2

F1

F0

J3

K3

J2

K2

J1

K1

J0

K0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

u

0

~

0

~

0

~

1

~

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

u

d

0

~

0

~

1

~

~

1

2

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

u

0

~

0

~

~

0

1

~

3

0

0

1

1

0

1

0

0

0

u

d

d

0

~

1

~

~

1

~

1

4

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

0

u

0

~

~

0

0

~

1

~

5

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

u

d

0

~

~

0

1

~

~

1

6

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

u

0

~

~

0

~

0

1

~

7

0

1

1

1

1

0

0

0

u

d

d

d

1

~

~

1

~

1

~

1

8

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

u

~

0

0

~

0

~

1

~

9

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

u

d

~

0

0

~

1

~

~

1

10

1

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

u

~

0

0

~

~

0

1

~

11

1

0

1

1

1

1

0

0

1

u

d

d

~

0

1

~

~

1

~

1

12

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

u

~

0

~

0

0

~

1

~

13

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

u

d

~

0

~

0

1

~

~

1

14

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

u

~

0

~

0

~

0

1

~

15

1

1

1

1

0

0

0

0

d

d

d

d

~

1

~

1

~

1

~

1

в) Минимальные дизъюнктивные нормальные формы для соответствующих функций

J3=a2a1a0      K3= a2a1a0

J2=a1a0          K2=a1a0          

J1=a0              K1=a0              

J0=1                K0=1                

Описание комбинационного устройства на языке AHDL с использованием:

а) оператора условного выбора IF;

б) оператора множественного выбора CASE;

  в) оператора таблицы истинности TABLE;

г) логических выражений в МДНФ, полученных после синтеза.

Описание счётчика на языке AHDL с использованием:

Логических выражений в МДНФ, полученных после синтеза.

Функциональная компиляция и моделирование устройств.

  1.  Схема выборки 2 событий из 4


  1.  4-х разрядный суммирующий счётчик

Реализация комбинационного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ быстродействия и временных задержек).

1)CPLD    EPM7032SLC44-10

2)FLEX    EPF10K10LC84-4

Реализация последовательностного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ быстродействия и временных задержек).

1)CPLD    EPM7032SLC44-10

2)FLEX    EPF10K10LC84-4

Создание двухиерархического проекта для комбинационного устройства:

  а) верхним уровнем иерархии является описание в графическом редакторе;


б) верхним уровнем иерархии является описание в текстовом редакторе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66681. РАБОТА СО СПИСКАМИ ИЛИ БД 3.74 MB
  Excel может работать как с простыми и небольшими по размерам, так и с более сложными и занимающими большой объём дискового пространства базами данных (БД). В Excel БД это просто список, состоящий из одного или более столбцов.
66682. НАУКА І ТЕХНІКА ХУІІ-ХІХ СТОЛІТЬ 41.3 KB
  Розвиток матеріального виробництва стає тісно пов'язаний з досягненнями науки і використанням її результатів у практичному житті людей. На форми останніх впливали і особливості мануфактурного виробництва і наукова революція і зміни що виявлялись у самій техніці.
66683. Василий Васильевич Докучаев 123 KB
  Василий Васильевич родился 1 марта 1846 года и прожил 57 плодотворнейших лет, став родоначальником нашей науки, человеком, чье имя, пожалуй, в первую очередь приходит в голову, когда говоришь о почве и о почвоведении, ну да об этом несколько позже.
66684. Векторная графика 278.91 KB
  В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты в растровой графике так и векторные объекты такие как круг квадрат линия кривая и т. Для дальнейшего рассмотрения проблемы постройки объектов с помощью векторной графики...
66685. Времена года как тема искусства и музыки 87.63 KB
  Четыре времени года венецианского композитора Антонио Вивальди первые четыре из двенадцати скрипичных концертов его восьмого опуса одни из самых знаменитых его произведений и одни из известнейших музыкальных произведений в стиле барокко.
66686. Виды сетевых атак 206 KB
  Типичными угрозами в среде Интернета являются: Сбой в работе одной из компонент сети. Сбой изза ошибок при проектировании или ошибок оборудования или программ может привести к отказу в обслуживании или компрометации безопасности изза неправильного функционирования одной из компонент сети.
66688. Компьютерный вирус 64 KB
  Однако большинство специалистов сходятся на мысли что компьютерные вирусы как таковые впервые появились в 1986 году хотя исторически возникновение вирусов тесно связано с идеей создания самовоспроизводящихся программ. Одним из пионеров среди компьютерных вирусов считается вирус...
66689. Виховання у кельтів 66 KB
  Кельти войовничі племена у першій половині І тисячоліття до н. Ці племена говорили мовами кельтської групи споруджували круглі похоронні кургани використовували в бою важкі мечі. Інша хвиля завойовників досягла Британських островів де окремі племена кельтів відомі як бритти...