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

7 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

74431. Бесполое и половое размножение разноспоровых, или водяных, папоротников 31.5 KB
  У некоторых разноспоровых папоротников а также других представителей высших споровых растений селагинелл изоэтеса произошла еще большая редукция мужских и женских заростков а также потеря и женским гаметофитом способности к фотосинтезу. У селагинелл близких к плаунам мега и микроспорофиллы собраны в колоски; мегаспоры прорастают в мегаспорангиях еще на материнском растении; у некоторых видов микроспоры переносятся на мегаспорофиллы и мегаспорангии где происходит оплодотворение начинается развитие зародыша и мегаспорангии отпадает...
74432. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ 31 KB
  Для рассеивания распространения растения служат следовательно не споры как у типичных споровых растений а семена; бесполого размножения спорами нет чередование поколений выражено неясно и выявляется лишь путем сравнительноморфологических и цитологических исследований. Спорофиллы покрытосеменных растений тесно скученные на концах побегов и у большинства окруженные еще метаморфизированными верхушечными листьями образуют вместе с ними цветок; мы можем охарактеризовать его как укороченный побег листья которого метаморфизированы в связи с...
74433. СТЕБЕЛЬ ДВУДОЛЬНЫХ И ГОЛОСЕМЕННЫХ 39 KB
  Из особенностей ее в стеблях отметим что клетки кожицы здесь обычно имеют мало извилистые очертания вытянуты в направлении параллельном продольной оси стебля и что частота устьиц сравнительно низка. Механическая ткань первичной коры и колленхима располагаются под кожицей в виде тяжей в углах стебля как например у губоцветных или в его ребрах у зонтичных реже в виде кольца у тыквенных пасленовых и др. В некоторых стеблях и многих корневищах этот слой представлен типичной эндодермой с поясками Каспари см. Некоторые авторы...
74434. Новизна теоретических исследований: понятия, закономерности, дефиниции понятий, теория 17.81 KB
  Работа претендующая на роль теоретической должна содержать положения выводы благодаря которым происходит развитие наличных достоверных знаний по предмету соответствующей отрасли правовой науки. При этом новизна может охватывать предмет науки с разной полнотой. Второй уровень новизны образуют оригинальные решения отдельных проблем науки. Одна из распространенных в правовой науке форм теоретической новизны сводится к развитию совершенствованию понятийного аппарата науки.
74435. Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты, эмпирический закон 17.37 KB
  Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты эмпирический закон Исследование новизна которого ограничивается эмпирическим уровнем знаний представляет собой эмпирическое исследование. Итак эмпирическое исследование проводится с применением теоретических знаний для описания и оценки исследуемых фактов но в нем нет новых теоретических положений сформулированных лично автором иначе исследование относилось бы к теоретическому уровню познания. Эмпирическое юридическое исследование в полной мере соответствует...
74436. Общие принципы научного познания: объективность, всесторонность, системность, конкретно-исторический подход 16.87 KB
  Общие принципы научного познания: объективность всесторонность системность конкретноисторический подход В российской философской и юридической литературе в числе всеобщих принципов научного познания чаще всего называют принципы объективности познаваемости объективного мира всесторонности познания исторического и конкретноисторического подходов познания отдельного явления через выделение противоречивых его сторон и др. Принцип объективности означает что в процессе познания нужно подходить к исследуемым явлениям и предметам так как...
74437. Виды методологии правовых исследований 20.23 KB
  Методология догматических правовых исследований Догматическое правовое исследование является наиболее распространенным в правовой науке поскольку именно оно обеспечивает правоведов достоверными и полными знаниями о системе действующего права ее отдельных отраслях институтах и нормах права. Понимается как исследование норм права в целях выявления воли правотворческого органа выраженной в исследуемых источниках права общих и особенных черт признаков свойственных исследуемым нормам права и допущенных правотворческих ошибок. Методология...
74438. История западноевропейской правовой науки 18.62 KB
  История западноевропейской правовой науки. Порожденная практическими потребностями общества правовая наука вырабатывала представления об идеальном государстве и о справедливом праве характерные для конкретноисторических особенностей соответствующей эпохи и формулировала свои предложения о путях совершенствования политикоправовой практики. Поэтому историю правовой науки как и историю общества можно подразделить на четыре большие по времени эпохи: Древний мир Средневековье Новое время и современный период. Начало западноевропейской...