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

59143. Українсько-московський договір 1654 року та його наслідки для України 64.5 KB
  Мета проекту: Розкрити внутрішнє й зовнішнє політичне становище Гетьманщини наприкінці 1653 року. Ознайомити учнів з подямиї 1654 року та їх наслідками для України. Результати проекту: Глибоке розуміння теми внутрішнє й зовнішнє становище Гетьманщини наприкінці 1653 року; Оцінювати діяльність Б.
59144. Урок-память: Муза болю, сумління і гнiвy. Присвячується поету-воїну Євгену Маланюку 60 KB
  Вчитель. Так думав старшина армії Української Народної Республіки у ті далекі трагічні дні 1920-го, коли разом із тисячами собі подібних змушений був покидати рідну землю після того, як більшовизм остаточно підімяв спроби утвердити Українську незалежну державу.
59145. Я народився і жив для добра і любові. (Життєвий і творчий шлях Олександра Довженка) 49.5 KB
  Він як самоцвіт: скільки не обертай його а в ньому починають світитися все нові і нові грані. Довженка порівнюють із видатними майстрами епохи Відродження які були водночас і живописцями і поетами і архітекторами і природознавцями.
59146. Поетизація римської доблесті, патріотичного служіння державі, величі Риму як провідні настанови й основний пафос поеми 362.5 KB
  Мета: узагальнити знання про римську культуру та літературу, перевірити знання біографії Вергілія, проаналізувати уривок із 6-ї книги Енеїди, розвивати вміння порівнювати та виділяти головне, за допомогою мистецтвознавчої паралелі дати характеристику головному герою...
59147. Ідеологія тоталітарного режиму очима Довженка. Щоденник - звинувачувальний документ системі 29.5 KB
  Довженко і саме своїм Щоденником зробив першу досить вдалу спробу становити в нашому національному телескопі головне дзеркало на місце усунути в ньому бодай найбільші дефекти. Клас ділиться на дві групи кожна з яких має змогу представити ворогуючі політичн...
59148. Правда, обпалена війною... (Аналіз кіноповісті Україна в огні) 28 KB
  Мета: ознайомити учнів зі змістом кіноповісті проаналізувати твір; закріпити вивчене про кіноповість характеротворення поетику; розвивати творчу уяву і аналітичне мислення; виховувати національну гідність.
59150. Написання рядкової літери н (ен), складів, слів із нею 30.5 KB
  Мета: Вчити учнів писати малу букву н, склади та слова з нею; розвивати вміння правильно розміщувати букви на рядках, закріплювати знання назв елементів букв, виховувати у дітей увагу, старанність, спостережливість.
59151. Уроки з розвитку звязного мовлення. А вже весна, а вже красна... 58.5 KB
  Як правило на цих уроках більше говорить учитель навчаючи дітей переказувати а учні слухають як це робити. Учитель при необхідності коректує відповіді допомагає та згадує батьків тих учнів які працюють у журналістиці акцентуючи увагу на тому що робить спеціаліст кожного профілю.