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

27 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

68902. Понятие системного программирования 56 KB
  Например с точки зрения программиста который занимается ядром операционной системы человек создающий компилятор является пользователем системы т. Примеров таких систем можно привести множество: операционная система офисное программное обеспечение системы проектирования и т.
68903. Скелет оконной программы 95.5 KB
  Функцию создания окна. Для его создания необходимо выполнить два шага: регистрацию класса окна и вызвать функцию создания окна. Оба этих действия определяют основные свойства видимые и невидимые характеристики окна.
68904. Понятие контекста устройства 126 KB
  В связи с этим между программой и видео памятью было введено некоторое промежуточное звено получившее название контекста. Благодаря введению контекста процесс вывода информации изменился и имеет следующий вид рис. Программная модель контекста В программе см.
68905. Мышь и таймер 45.5 KB
  Когда пользователь перемещает мышь операционная система перемещает по экрану растровую картинку обычно стрелку которая называется курсор мыши mouse cursor. Курсор мыши имеет вершину картинки hot spot размером в один пиксель...
68906. Клавиатура 59.5 KB
  Таким образом программа получает только адресованные ей сообщения от клавиатуры. Возникает вопрос: Windows многозадачное приложение и одновременно в системе могут работать несколько программ и соответственно открыты несколько окон какое же из окон будет получать сообщения от клавиатуры...
68908. Файлы образов фрагментов экрана 46.5 KB
  Детали формата Каждый файл содержит заголовок файла заголовок Bitmp карту цветов если изображение не 24 битное и собственно изображение. Заголовок Bitmp Windows За заголовком файла следует заголовок Bitmp и необязательно карта цветов.
68909. Преобразование на плоскости 85 KB
  Представление графических изображений осуществляется точками и линиями. Возможность преобразования точек и линий является основой компьютерной графики. При использовании компьютерной графики можно изменять масштаб изображения, вращать его, смещать и трансформировать для улучшения наглядности изображения объекта.
68910. Аффинные преобразования координат при моделировании динамики объектов 197 KB
  Начальному положению фигуры соответствует единичная матрица R единицы на главной диагонали остальные члены нули. Новые координаты x y высчитываются в процедуре NEW_XY которая вызывается непосредственно при выводе фигуры на экран процедурой PICT.=