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

37951. ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА 157.5 KB
  Теплоемкость и коэффициент Пуассона газа.14 лабораторная работа № 24 ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА ДЕЗОРМА Цель работы Изучение различных процессов изменения состояния газа и определение коэффициента Пуассона воздуха. Теплоемкость и коэффициент Пуассона газа Удельной теплоемкостью вещества называется величина равная количеству теплоты которую надо передать единице массы этого вещества для увеличения его температуры на 1К а молярной теплоемкостью количество теплоты которое...
37952. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ 2.23 MB
  13 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ Цель работы Изучение явления теплопроводности и определение коэффициентов теплопроводности чистых металлов и сплавов. Если в неравномерно нагретых жидкостях и газах тепловая энергия передается преимущественно за счет конвекции при которой происходит перемещение вещества между областями с различной температурой то в твердых телах тепло переносится только за счет теплопроводности. Распространение тепловой энергии путем теплопроводности обусловлено хаотическим...
37953. ИЗУЧЕНИЕ ВЗИМОСВЯЗИ ПАРМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА И ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ 150.5 KB
  Экспериментальная проверка уравнения состояния идеального газа.13 лабораторная работа № 29 ИЗУЧЕНИЕ ВЗИМОСВЯЗИ ПАРМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА И ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ Цель работы 1. Изучение взаимосвязи макропараметров определяющих состояние идеального газа. Экспериментальная проверка уравнения состояния идеального газа.
37954. Исследование электростатического поля и изображение его при помощи силовых линий и поверхностей равного потенциала 867.5 KB
  Исследование электростатического поля Цель работы Экспериментальное исследование электростатического поля и изображение его при помощи силовых линий и поверхностей равного потенциала. Напряженностью электрического поля называют силу действующую на единичный положительный пробный заряд. Если электрическое поле создается системой зарядов то напряженность поля в данной точке определяется по принципу суперпозиции...
37955. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.19 MB
  Электрическим током называют упорядоченное движение зарядов. Эти заряды называют носителями тока. Линия тока есть математическая линия, направление касательной которой в каждой точке совпадает с направлением скорости носителей тока. За положительное направление тока принято считать направление скорости положительно заряженных частиц.
37956. Девиантное поведение. Концепции девиантного поведения 17.59 KB
  Девиантное поведение – поведение, отклоняющееся от нормы; когда человек ведет себя не в соответствии с нормами и стандартами поведения, принятыми в данном обществе.
37958. Определение моментов инерции твердых тел методом трифилярного подвеса 318.5 KB
  Момент инерции.1] Список литературы Лабораторная работа № 1 Определение моментов инерции твердых тел методом трифилярного подвеса 1. Экспериментальное определение моментов инерции твердых тел. Момент инерции.
37959. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ ТРИФИЛЯРНОГО ПОДВЕСА 284.5 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ ТРИФИЛЯРНОГО ПОДВЕСА 1. Цель работы Экспериментальное определение моментов инерции твердых тел. Момент инерции. Теорема Штейнера Моментом инерции материальной точки...