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

46227. Историческое развитие лексического состава языка. Источники пополнения словарного запаса 14.55 KB
  Историческое развитие лексического состава языка. Формами существования языка являются: территориальные диалекты говоры наддиалектные языковые образования койне различные социальные диалекты профессиональная речь профессиональные арго тайные корпоративные языки кастовые языки просторечие молодежное арго обиходноразговорная речь литературный язык. В принципе все формы существования языка исключая тайные языки доступны пониманию в пределах данного народа. Формы существования языка различаются между собой составом языковых...
46228. Вариантные обобщения 14.54 KB
  Вариантные обобщения. Обобщение данных состоит из основы обобщения к которой присоединяются различные основы специализаций. Но чаще всего обобщения на основе общего ресурса строится таким образом что начальный адрес для всех размещаемых объектов является одинаковым. Вариантное обобщение Вариант основа обобщения данных в процедурном подходе.
46229. Ввод-вывод в терминал. Работа со строками. Работа с файлами 14.5 KB
  Обмен данными между программой и внешними устройствами осуществляется с помощью операций вводавывода. В языке Си нет особых операторов для ввода или вывода данных. Вместо этого имеется набор классов стандартно поставляемых вместе с компилятором которые и реализуют основные операции вводавывода. Библиотека классов для вводавывода решает две задачи.
46231. Указатели на функции, имитация таблиц виртуальных функций с помощью процедурного подхода 14.47 KB
  Возможны только две операции с функциями: вызов и взятие адреса. Указатель, полученный с помощью последней операции, можно впоследствии использовать для вызова функции.
46232. СССР в послевоенные годы (1945–1953) 14.39 KB
  Фултон США 5 марта 1946 г. Затем инициатива развития конфронтационных действий в русле холодной войны перешла к США. Трумэн в ежегодном послании Конгрессу США предложил конкретные меры направленные против распространения советского влияния включавшие в себя экономическую помощь Европе образование военнополитического союза под руководством США размещение американских военных баз вдоль советских границ а также оказание поддержки оппозиционным движениям в странах Восточной Европы. государственным секретарем США Дж.
46233. Шаблоны типа 14.38 KB
  Шаблоны предназначены для кодирования обобщённых алгоритмов без привязки к типам данных. Пример: Необходимо реализовать функцию выполняющую вычисление формулы
46234. Основные системные группировки лексики в языке. Критерии классификации 14.36 KB
  функциональнограмматическая на основе частей речи 2. по стилистической характеристике нейтральная межстилевая и стилистически маркированной высокой официальной научной книжной речи разговорной и просторечной устной речи. Общенародные слова общеупотребительная лексика для всех говорящих на русском языке основная масса таких слов устойчива и употребительна во всех стилях речи.
46235. Понятие операции. Особенности конкретных операций 14.36 KB
  Понятие операции. На определенном этапе развития обобщенные схемы действий превращаются в операции операторные структуры поэтому концепция Пиаже называется операциональной. Операции это интериоризированные внутренние предметные действия ставшие обратимыми и сгруппированными в системы. Посредством обратной операции мысль может вернуться к начальному исходному моменту рассуждений.