86146

4-х разрядный сдвиговый регистр

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Требуемые результаты работы Необходимо провести моделирование заданной схемы, если потребуется, внести исправления в схему, а также построить обнаруживающий тест с максимальной полнотой. Анализ рабочего задания. Исходная схема удовлетворяет ТЗ.

Русский

2015-04-03

1.34 MB

6 чел.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «моделирование»

на тему

«4-х разрядный сдвиговый регистр»

Вариант 25

Руководитель темы                                                                    ____________ Гоманилова Н.Б.

Исполнитель                                                                               _______________Ковалев Т.А.


ОГЛАВЛЕНИЕ

[1]
ОГЛАВЛЕНИЕ

[1.1] Исходная схема ЦУ.

[1.2]
Временная диаграмма входных сигналов.

[1.3] Режимы работы схемы

[1.4] Требуемые результаты работы

[1.5] Схема ЦУ в базовых элементах после доработки

[1.6]

[1.7] Результаты логического моделирования

[2]
РАЗРАБОТКА ОБНАРУЖИВАЮЩЕГО ТЕСТА

[2.1] Оценка полноты теста по начальным воздействиям

[2.2] Оптимизация теста

[3]
РАЗРАБОТКА ТЕСТА С НУЛЯ

[3.1] Такты: 1-2

[3.2] После первого такта

[3.3]
После второго такта

[3.4] Такты: 1-18

[3.5] После четвёртого такта (т.к. в 3-м ничего не проверяется.)

[3.6]
После пятого

[3.7] После шестого

[3.8]
После восьмого (т.к. в седьмом ничего не проверяется)

[3.9] После девятого

[3.10]
После десятого

[3.11] После двенадцатого (т.к. в 11-м ничего не проверяется)

[3.12]
После 13-го

[3.13] После 14-го

[3.14] После 16-го (т.к. в 15 ничего не проверятся)

[3.15]
После 17-го

[3.16] После 18-го

[3.17] Такт №1-26

[3.18] После 20-го

[3.19] После 22-го

[3.20] После 24-го

[3.21] После 26-го

[3.22]
Такт №1-34

[3.23] После 29-го

[3.24] После 33-го

[3.25] После 37-го

[3.26] После 41-го

[3.27] После 45-го

[3.28] После 49-го

[3.29]
После 53-го

[3.30] После 57-го

[3.31] Окончательный тестовый набор


ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

  1.  Провести анализ заданной схемы на предмет корректности её работы в установленных режимах. При необходимости внести исправления в схему.

  1.  Разработать обнаруживающий тест с использованием системы схемотехнического проектирования "Мозаика".

Исходная схема ЦУ.


Временная диаграмма входных сигналов.

                           

Режимы работы схемы

  1.  Все переключения триггеров осуществляются по положительному фронту на входе С.
  2.  ВЫХоды триггеров обнуляются при логическом «0» на выходе R.
  3.  Запись данных с выходов D0-D3 (параллельная загрузка) осуществляется при логической «1» на входе E и положительном фронте на входе С.
  4.  При SDV= «1» и логическом «0» на выходе E Выход Q0 устанавливается в «1».
  5.  Сдвиг данных происходит при E= «0» и положительном фронте на C.

Требуемые результаты работы

Необходимо провести моделирование заданной схемы, если потребуется, внести исправления в схему, а также построить обнаруживающий тест с максимальной полнотой.

Анализ рабочего задания.

Исходная схема удовлетворяет ТЗ. Однако временная диаграмма режимы работы не отражает, составами новую временную диаграмму.


ПОДГОТОВКА СХЕМЫ К ЛОГИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

Схема ЦУ в базовых элементах после доработки

Временная диаграмма


Результаты логического моделирования

По результатам логического моделирования после внесенных изменений схема работает корректно.


РАЗРАБОТКА ОБНАРУЖИВАЮЩЕГО ТЕСТА

Оценка полноты теста по начальным воздействиям

При использовании для обнаруживающего теста набора входных сигналов, аналогичных временной диаграмме, использованной для проверки корректности работы схемы, полнота обнаруживающего теста достигает приблизительно 60%.

Оптимизация теста

Откажемся от полученных входных наборов и начнём строить тест с 0-го такта. Из-за особенности схемы – того, что запись/чтение происходит только по одному из 4-х адресов тестовые наборы заведомо получатся длинными.

Первым тактом обнулим триггеры.

В тактах – 2-8 записываем/считываем данные в/из триггеров проверяем разъёмы D0-D3 на постоянный "0" также попутно проверяем с 1-го по 3-й входы первого набора элементов 4И, т.е. тех, на которые поступают сигналы B1,!B1,B2,!B2,OTKL.

В 9-м такте дополнительно проверяем разъём R на постоянную "1".

В такты 10-13 на OTLK подаётся “1”, переключаем B1,B2 и записываем с входов D0-D3 в соответсвующих тактах "0", т.о. до поверяем 4-й вход первого набора элементов 4И.

     Все последующие такты проверяют входы А1,!А1,А2,!А2 второго набора элементов 4И, для этого два раза записываем данные в один и тот же регистр, а считываем инвертируя один из входов Ах.


РАЗРАБОТКА ТЕСТА С НУЛЯ

Такты: 1-2

Как написано выше, первым тактом обнулим триггеры, подав на вход R=0, вторым установим выходы в "1" подав на S=0. Все остальные сигналы в этих тактах установим в “0”. Соответственно в первом такте проверяются следующие неисправности постоянного «0»: (10/6  11/6 12/6 13/6)-выходы !Q триггеров S/RAZ и постоянной «1»: 17/5 (18/1 18/2 19/1 19/2 20/1 20/2 21/1 21/2)-входы элементов 2ИЛИ Q0/RAZ Q1/RAZ Q2/RAZ Q3/RAZ.

Второй такт проверяет на постоянный «0»: (1/2 2/2 3/2)-выходы элементов НЕ 17/6 (10/5 11/5 12/5 13/5)- выходы Q триггеров (19/3 20/3 21/3)-выходы элементов 2ИЛИ R/RAZ и постоянную «1»: (1/1 2/1 3/1)-входы элементов НЕ (10/4 10/1 11/4 11/1 12/4 12/1 13/4 13/1) R и S входы триггеров !Q0/RAZ !Q1/RAZ !Q2/RAZ !Q3/RAZ .

После первого такта


После второго такта

Такты: 1-18 

С этих тактов (с 3-го по 17-й) начинаем последовательно записывать и считывать «1» с информационных входов D в триггеры по всем 4-м адресам. Тем самым, проверяя эти входы D на постоянный «0». Для записи/чтения информации из регистров мы модулируем сигнал OTKL, а также устанавливаем адреса регистров с помощью сигналов с входов A1,A2,B1,B2 т.о. мы будем проверять элементы, на которые заведены (напрямую или косвенно) вышеописанные сигналы.


На 3-4-м такте проверяем на постоянный «0»: 6/6 OTKL/RAZ B1/RAZ B2/RAZ D0/RAZ и на постоянную «1» 7/2 8/1

На 5-м такте проверяем на постоянный «0»: 14/6 18/3 A1/RAZ A2/RAZ.

На 6-м такте проверяем на постоянную «1»  6/4 14/5.

Суммируя проверенные неисправности в тактах 3-6 легко заметить, что были проверены неисправности по цепочке в следующих элементах: 6, 14, 18 т.е. мы «протолкнули» предполагаемую неисправность на выход. Попутно мы проверили по одному из входов двух других элементов: 7, 8.

На 7-8-м такте проверяем на постоянный «0»: 5/2 7/6 D1/RAZ и на постоянную «1» 5/1 6/2 9/1 11/1

На 9-м такте проверяем на постоянный «0»: 15/6.

На 10-м такте проверяем на постоянную «1»  7/4.

Продолжаем проверять входы/выходы элементов из цепочки.

На 11-12-м такте проверяем на постоянный «0»: 4/2 8/6 D2/RAZ и на постоянную «1» 4/1 6/1 9/2

На 13-м такте проверяем на постоянный «0»: 16/6.

На 14-м такте проверяем на постоянную «1»  8/4.

На 15-16-м такте проверяем на постоянный «0»: 9/6 D3/RAZ и на постоянную «1» 7/1 8/2

На 17-м такте проверяем на постоянный «0»: 17/6.

На 18-м такте проверяем на постоянную «1»  9/4.

Если посмотреть последовательно такты 5, 9, 13, 17 а также 6, 10, 14, 18 легко увидеть зависимость – проверяются выходы второй четвёрки элементов 4И, а также 3-й вход первой четвёрки элементов 4И (на который поступает сигнал OTKL).

Итак, мы закончили второй шаг моделирования.

После четвёртого такта (т.к. в 3-м ничего не проверяется.)


После пятого

После шестого


После восьмого (т.к. в седьмом ничего не проверяется)

После девятого


После десятого

После двенадцатого (т.к. в 11-м ничего не проверяется)


После 13-го

После 14-го

После 16-го (т.к. в 15 ничего не проверятся)


После 17-го

После 18-го

Такт №1-26

Цель тактов 19-26 допроверить входы первой четвёрки элементов 4И, на которые поступают информационные входы D на постоянную «1». Для этого последовательно запишем в каждый из триггеров «0»-ли с этих входов D.

После 20-го 

После 22-го 

После 24-го 

После 26-го 


Такт №1-34

Осталось проверить входы, 2 и 3 второй четвёрки элементов 4И, на которые поступают сигналы A1,!A1,A2,!A2. Для этого будем проталкивать нужную неисправность с начала схемы. Так в такте 28-29 мы производим запись по адресам B1=1 B2=1, а читаем по A1=0, A2=1, тем самым проверяя вход А1 элемента 14 на постоянную «1». Общий алгоритм этих тактов – записываем последовательно по адресам B1B2, а при считывании последовательно инвертируем сначала A1 потом А2. т.е. (A1=!B1 A2=B2) и (A1=B1 A2=!B2).

После 29-го

После 33-го 

После 37-го 

После 41-го 

После 45-го 

После 49-го 


После 53-го 

После 57-го 

Окончательный тестовый набор


Итоговый тестовый набор имеет полноту ~96%
ВЫВОДЫ.

В работе было проведено моделирование и отладка 4х разрядного регистра с мультиплексированием на входе и отключением на выходе. Для анализа работы схемы в целом и отдельных ее элементов было использовано логическое моделирование с помощью системы схемотехнического проектирования "Мозаика". Полученные временные диаграммы входов и выходов полностью иллюстрируют работу данного устройства.

Также был разработан тест, позволяющий выявить 96% неисправностей типа "константа 0" или "константа 1". Оставшиеся неисправности не представляется возможным обнаружить. 21 имеет отключение на выходе и момент необходимый для проверки оказывается в отключенном состоянии. А элементы 14, 15, 16, 17 не могут быть проверены из-за особенностей подключения (нельзя одновременно записывать и считывать из триггера).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33008. Рационализм нового времени 24.77 KB
  Рационализм можно понять как уверенность в мощи и способности разума особенно разума просвещённого руководимого правильным методом постигнуть тайны природы познать окружающий мир и самого человека с помощью здравого смысла решать практические жизненные задачи и в конечном счёте построить общество на разумных началах. И непременно с помощью разума постигать Бога. Но и Декарт Спиноза Лейбниц которых считают рационалистами также уделяли немалое внимание чувственному опыту к которому однако относились критически воле и “страстям...
33009. Философия И. Канта 28.93 KB
  Канта 22. Основные достижения философии Канта: 1. Периодизация творчества Имеет место разделение творчества Канта на докритический и критический период.: Кант находится под влиянием Лебница и разрабатывает философию как умозрительное знание.
33010. Философия Фихте и Шеллинга. Основоположения «наукоучения» в философии Фихте. Понятие «абсолютного тождества» в философии Шеллинга 25.61 KB
  Кроме того следует признать недостаточным у Канта и то что он всего лишь только описал формы мышления умственные категории и законы мысли но не выявил основного единого общего принципа познания. Ведь только наличием подобного единого общего принципа познания можно объяснить не только слаженность форм мышления умственных категорий и законов мысли но и само их внутреннее единство между собой.И это есть вопрос не только выявления недостаточности кантовской философии это вопрос концептуальный потому что задача раскрытия данного единого...
33011. Философия Гегеля 23.36 KB
  Введением к гегелевской философской системе служит его Феноменология духа где Гегель рассматривает последовательный ряд развития различных ступеней человеческого сознания от низшей формы непосредственного чувственного восприятия до высшей ступени абсолютного или чистого знания на которой все внешние предметы оказываются полностью преодоленными и дух мыслит только собственную сущность. От бытия понимаемого как явление Гегель переходит к более глубоким внутренним закономерностям к: сущности. Гегель утверждает что противоречие ...
33012. Философия марксизма 18.68 KB
  Дарвина открытие клеточного строения живых организмов изобретение проволочного телеграфа паровоза парохода автомобиля фотографии многочисленные открытия в сфере производства механизация труда; крушение идеалов Великой французской революции свобода равенство братство идеи французского Просвещения их невозможность воплощения в реальной жизни; нарастание социальноклассовых противоречий и конфликтов революция 1848 1849 гг. Суть исторического материализма в следующем: на каждом этапе общественного развития люди для...
33013. Позитивизм и его разновидности 16.86 KB
  Логика и основания развития науки в позитивизме заключались в том чтобы наблюдать описывать и систематизировать факты и на этой основе формулировать научные законы и теории. Современная философия науки начинается с Венского кружка философов участники кот выпустили манифест научное мировоззрение. По мнению неопозитивистов предметом философии д б язык науки а также деятельность философов направленная на анализ знания выраженного в языке науки. культ науки философия должна быть заменена науками в результате логического анализа языка3.
33014. Иррационализм в середине XIX века 14.55 KB
  Они вообще говоря не отвергали науку ее практическое значение для человеческой жизни но отказывались видеть в ней адекватный способ познания окружающего мира и самого человека.Кьергегор на первый план выдвигает проблему человека. Рассмотрим каковы по Кьеркегору методы и способы познания человека. По Кьеркегору никакие научные рациональные методы не годятся для познания человека.
33015. Западноевропейская философия XX века 38.12 KB
  Метод основан на идее специфики философского изучения сознания заключающегося в применении метода интуиции. Метод Эдмунда Гуссерля позволяет философии стать на позиции внутреннего вхождения в поток сознания обеспечивающий возможность непосредственно наблюдать видение структур чистого сознания. Основные формы эмоционального состояния обыденного сознания: забота вина страх ответственность страх смерти и т. В отличие от классических онтологий что как правило рассматривают бытие как объективный независимый от сознания мир Мартин...
33016. Русская православная философия 18.37 KB
  Поэтому философия приобретает религиозный характер что проявляется в русской философии в целом и ее религиозноидеалистическом направлении в частности. Важнейшие философскомировоззренческие проблемы по поводу понимания и толкования духовного и материального веры и разума смысла жизни свободы человека смерти и бессмертия и другие были в поле зрения как философии так и религии. О русской философии. Ее фундамент закладывает Киреевский определив задачи русской религиозной философии.