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

67796. Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним з’єднанням віток 333.5 KB
  Дослідити режим роботи електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах вивчити вплив С і L на явище резонансу струмів та його використання для регулювання коефіцієнта потужності. Короткі теоретичні відомості На відміну від кола...
67797. Дослідження трифазної системи при з’єднанні споживачів зіркою 515.5 KB
  Вивчити основні властивості і застосування трифазних кіл при з’єднанні джерела і споживачів зіркою. Дослідити роботу трифазної системи струмів при рівномірному і нерівномірному навантаженні фаз а також роботу системи при обриві фазного і нульового проводів.
67798. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНИРОВКИ НЕОГРАНЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ ЛАУЭ 2.04 MB
  В методе Лауэ дифракционная картина получается от неподвижного монокристалла при облучении его непрерывным спектром рентгеновского излучения. Образцом может служить как изолированный кристалл, так и достаточно крупное зерно поликристалла.
67799. КОДИРОВАНИЕ ОТКРЫТОГО ТЕКСТА И ДВОИЧНЫХ ДАННЫХ 203 KB
  Информация подлежащая зашифрованию и расшифрованию представляется различными способами чаще всего в виде текстов записанных в некотором алфавите. Под кодированием обычно понимают представление информации в виде знаков букв алфавита. Алфавит конечное множество знаков используемых для кодирования информации.
67800. КОДУВАННЯ ВІДКРИТОГО ТЕКСТУ І ДВІЙКОВИХ ДАНИХ 190.5 KB
  Інформація, що підлягає зашифруванню і розшифруванню, представляється різними способами, найчастіше у вигляді текстів, записаних в деякому алфавіті. Під кодуванням звичайно розуміють представлення інформації у вигляді знаків (букв алфавіту). Знак – подія або матеріальний об'єкт, виникнення...
67801. Основи роботи в середовищі MatCAD 1.27 MB
  Запис змінних виконується з клавіатури, знаки операцій брати з плітри операцій або з клавіатури. Наприклад (див. приклад далі) При записі виразів зявляється курсор в вигляді кута (голубого кольору), горизонтальна та вертикальна частини якого показують до якої частини виразу буде записана наступна операція.
67802. МЕТОД ПОРОШКОВ 1.27 MB
  При исследовании образцов со сложной структурой и с большими периодами решетки для уменьшения возможности наложения дифракционных линий которых в этом случае получается очень много целесообразно применять длинноволновое излучение например хрома или железа. Промер линий должен проходить строго по середине рентгенограммы.
67803. ПІДСТАНОВКИ І ЛІНІЙНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ 554 KB
  Мета роботи – вивчити основні властивості лінійних перетворень і підстановочних матриць, необхідні для математичного опису регістрів зсуву з лінійним зворотним зв’язком. Короткі теоретичні відомості. Векторні простори. Нехай – непорожня множина елементів будь-якої природи, які позначатимемо і нехай – деяке поле...
67804. ПОДСТАНОВКИ И ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 578.5 KB
  Цель работы – изучить основные свойства линейных преобразований и подстановочных матриц, необходимые для математического описания регистров сдвига с линейной обратной связью. Краткие теоретические сведения. Векторные пространства. Пусть – непустое множество элементов любой природы, которые будем обозначать...