99335

Проектирование цифровых устройств с помощью языка VHDL

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Полный объём программ, размещенных в системном ПЗУ, равен 4К слов (20 000 байт). Для того чтобы сохранить в разумных пределах длину области, занятой устройством в адресном пространстве ЭВМ, программа разбита на четыре секции, поочередно отображаемые в зону адресов (в окно) ПЗУ. Номер секции, «видимой» в данный момент на общей шине в окне ПЗУ

Русский

2016-09-09

254.5 KB

0 чел.

6

Министерство образования РФ

Рязанская Государственная Радиотехническая Академия

Кафедра САПР ВС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе

по курсу:

«Электротехника и электроника»

на тему:

«Проектирование цифровых устройств с помощью языка VHDL»

                   Выполнил:  _________Космачев А.А.

                       студент гр. 047                            

               Проверил:  _________Скворцов Н.В.

                                  

 

Рязань, 2003


Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра: САПР ВС

Задание на курсовую работу по дисциплине «Электротехника и электроника»

студенту                               Космачеву А.А.                                                         гр.   047

Тема:                                    Проектирование цифровых устройств с помощью языка  VHDL

Срок представления работы к защите                                                               15 декабря           

Литература.

1. С. Бирюков, Е. Краснов Свето-информационное табло. – Радио, 1987, № 6, с. 17-20.

2. С.В. Триполитов, А.В. Ермилов Микросхемы, диоды, транзисторы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1994. – с.ил.

3. С.А. Бирюков Цифровые устройства на МОП – интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь, 1990. – 128 с.

 

Руководитель работы:                                                               _________________

                ( подпись)

Задание выдано:                                                                                   22.09.2003 г.

Задание принято к исполнению                                              _________________

                ( подпись) 


СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовую работу…………………………………….2

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….…4

1.Описание работы схемы………………….……………………5

2.Описание компонентов схемы………………………………...6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………….12

   Библиографический список……………………………………..13

ПРИЛОЖЕНИЕ

Исходные тексты компонентов схемы………………………...14

Результаты моделирования…………………………………….19

ВВЕДЕНИЕ

Широкое внедрение цифровой техники в радиолюбительское творчество связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габаритные размеры и массу; ненадежно работали из-за большого количества элементов, и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а иногда десятки и сотни тысяч компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.

В результате на интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без использования микросхем было бы совершенно невозможно.

Широкое распространение получили микросхемы серии К155, однако они потребляют довольно большую мощность. Во многих случаях их можно заменить микросхемами КМОП-структуры, практически не потребляющими мощности в статическом режиме. Разработке цифровых устройств радиолюбителями на микросхемах структуры МОП и КМОП мешает отсутствие систематического изложения вопросов их практического использования в радиолюбительской литературе.

  1.  
    ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ

В данной курсовой работе мы будем проектировать   узел специализированного устройства системного ПЗУ (СПЗУ). Электрическая  схема  узла СПЗУ представлена на рис.1.

Полный объём программ, размещенных в системном ПЗУ, равен 4К слов (20 000 байт). Для того чтобы сохранить в разумных пределах длину области, занятой устройством в адресном пространстве ЭВМ, программа разбита на четыре секции, поочередно отображаемые в зону адресов (в окно) ПЗУ. Номер секции, «видимой» в данный момент на общей шине в окне ПЗУ, определяется состоянием регистра коммутации. Он, постоянно доступный на общей шине ЭВМ, позволяет прграммно управлять работой устройства. Наиболее важная функция регистра – переключение секций ПЗУ. Регистр коммутации реализован элементом К580ИР82. Начальный адрес области ПЗУ анализируется предварительным дешифратором. Окончательная дешифрация адресов осуществляется элементом , который управляет доступом к структурам устройства с учетом текущего состояния регистра коммутации. Собственно ПЗУ представлено микросхемой К573РФ2. Зона ПЗУ – адресное пространство, в котором работает программа описываемого устройства. Системная ОЗУ выполнено на микросхеме К541РУ2 с организацией 1К x 4 бит.

При разработке или модификации программ СПЗУ необходимо учитывать специфику устройства: поочередное отображение четырех секций прграммы в одно адресное окно. В условиях столь необычной аппаратуры необходимы специальные меры для выполнения самых распространенных действий: обращение к переменным в области адресов системного ОЗУ и вызова программ из области адресов ПЗУ.

Применение его в стационарных вычислительных комплексах повышает производительность труда; особенно эффективно использование в микроЭВМ, встраиваемых в системы управления.

 

2. ОПИСАНИЕ КОМПОНЕНТОВ СХЕМЫ

Приведём словесное описание всех 7 логических элементов нашего узлаа устройства системного ПЗУ .

2И-НЕ (К559ИП1П).

Условное графическое обозначение.

                                     А   

                                               &                    Y

                                     В   

Таблица истинности

Вход

Выход Y

А

В

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

              Эпюра работы  2И-НЕ (К559ИП1П). 

8И-НЕ (К155ЛА2).

Условное графическое обозначение.

                                                 A

                                                 B

                                                 C

                                                 D

                                                                                              Y=ABCDEFGH

                                                 E  

                                                 F

                                                 G   

                                                 H                                          

Таблица истинности

Вход

Выход

A

B

C

D

E

F

G

H

Y

0

X

X

X

X

X

X

X

1

X

0

X

X

X

X

X

X

1

X

X

0

X

X

X

X

X

1

X

X

X

0

X

X

X

X

1

X

X

X

X

0

X

X

X

1

X

X

X

X

X

0

X

X

1

X

X

X

X

X

X

0

X

1

X

X

X

X

X

X

X

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

Время задержки распространения   tзд,р= 5 нс.  

Эпюра работы 8И-НЕ (К155ЛА2).

8-разрядный буферный регистр (К580ИР82).

D-регистр «защёлка» с тремя состояниями на выходе. Предназначен для ввода-вывода информациисо стробированием. В зависимости от состояния стробирующего сигнала может работать в режимах шинного формирователя или хранения.

Условное графическое обозначение.

                                                                                 

                                                     1                                                11

                                            2                                                12

                                            3                                                13

                                            4                                                14     

                                            5                                                15        

                                            6                                                16

                                            7                                                17  

                                            8                                                18    

                                        

                                        9

                                       

                                       10

 

  1…8 – информационные входы D10…D17; 9 – вход разрешения выхода OE; 10 – стробирующий входа STB; 11…18 – информационные выходы D00…D07.

Таблица истинности

Вход OE

Вход STB

Входы D1

Выходы DO

0

0

0

1

1

1

0

X

1

0

X
X

1

0

D00

Z

D00 – состояние выхода в предыдущем такте; X – логический уровень на входе не влияет на состояние выхода.

Время задержки распространения tзд.р = 5 нс.

Эпюра работы 8-разрядного буферного регистра (К580ИР82).

Шестиканальный буферный элемент (К155ЛП11)

Условное графическое обозначение.

Таблица истинности

E1

E2

I

y1-y4

y5-y6

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

Z

Z

0

1

Z
Z
0

1

Время задержки распространения   tзд,р= 10 нс

.  

Эпюра работы шестиканального буферного элемента (К155ЛП11)

8- разрядный неинвертирующий шинный формирователь (КР580ВА86)

Условное графическое обозначение.

                                                                                 

                                                     1                                                11

                                            2                                                12

                                            3                                                13

                                            4                                                14     

                                            5                                                15        

                                            6                                                16

                                            7                                                17  

                                            8                                                18    

                                       9

                                      

                                       10

OE – вход разрешения выхода OE; T- вход направления передачи.

Таблица истинности

Вход OE

Вход T

Вход-выходы   стороны А

Вход-выходы   стороны В

0

0

0

0

1

1

1

0

0

X

1(вход)

1(вход)

0(вход)

0(выход)

-

0

1

0

1

Z

0(вход)

0(выход)

1(выход)

1(вход)

-

1

1

0

1

Z

В данной курсовой работе шинный формирователь работает в одном направлении (T=0)

Эпюра работы 8- разрядного неинвертирующего шинного формирователя (КР580ВА86)

Заключение

В результате выполнения данной курсовой работы были изучены методы проектирования и разработки цифровых  устройств в соответствии с данными технического задания. Было произведено проектирование кристалла БИС. А также было изучено практическое применение ЭВМ для проектирования цифровых устройств. Для проектирования цифрового устройства был использован пакет языка описания Active-VHDL.

С использованием ЭВМ проектирование становится проще и эффективнее, а также мы можем изменить состав проекта или доработать уже существующий, и следовательно получить то, что нам нужно.

 

Библиографический список.

1. С. Бирюков, Е. Краснов Свето-информационное табло. – Радио, 1987, № 6, с. 17-20.

2. С. Алексеев Применение микросхем серии К155. – Радио, 1986, № 7, с. 32-34.

3. С.В. Триполитов, А.В. Ермилов Микросхемы, диоды, транзисторы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1994. – с.ил.

4. С.А. Бирюков Цифровые устройства на МОП – интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь, 1990. – 128 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31826. Создание электронного ресурса, который поможет сделать процесс управления образованием более оперативным и удобным 4.53 MB
  3 Описание языка [2] PHP англ. PHP: Hypertext Preprocessor PHP: препроцессор гипертекста англ. [4] В области программирования для Сети PHP один из популярных скриптовых языков наряду с JSP Perl и языками используемыми в SP.NET благодаря своей простоте скорости выполнения богатой функциональности кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP.
31827. Поиск субоптимальных параметров в методе аддитивного расщепления 240.81 KB
  Субоптимальные параметры расщепления максимально с точностью до малого параметра расширяют по вещественной оси спектральную область сходимости. Также проблематично бывает проверить условие сходимости которое обычно не выполняется. В связи с этим в данной дипломной работе для схемы МАР находятся такие параметры при которых спектральная область сходимости содержала бы интервал на вещественной оси наибольшей длины. Для случая когда спектральный радиус применяется метод аддитивного расщепления [13]: – произвольный набор начальных...
31828. Реалии Третьего рейха и проблема их перевода 1.1 MB
  Вот некоторые из подобных явлений: €œСлово о воздушной войне€ речь рейхсминистра Геббельса Ein Wort zum Luftkrieg von Reichsminister Doktor Goebbels†N № 210 €œВера и красота€ женская фашистская организация Glube und Schönheit N № 21 €œофицеры вермахта офицерыэсэсовцы Offiziere der Wehrmcht SSOffiziere†R № 59 €œГермания и песнь о Хорсте Весселе €œds Deutschlnd und ds HorstWesselLied€ R № 214 назначенный на 1 апреля 1933 года бойкот врачебной практики€...
31829. ИМЯ, ЧИСЛО, МИФ: ФИЛОСОФСКО-АНТРОПОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ 182.34 KB
  Триединство имени-числа-мифа, возможно, является инструментом для осознанной интерпретации потока реальности, которая необходима как связующий бытие и сознание элемент, но также как специфический «фильтр» воспринимающего субъекта.
31830. Рассчитаны основные элементы схемы, разработана печатная плата и конструкция универсального модуля 877 KB
  1 Выбор типа печатной платы.2 Выбор материала печатной платы.3 Выбор метода изготовления печатной платы.6 Расчет размеров печатной платы15 2.
31831. Нетрадиционные формы урока 178 KB
  Специфика урока иностранного языка. У урока иностранного языка особенная специфика которую учитель иностранного языка не может не учитывать. Именно преподавание организованное на основе заданий коммуникативного характера обучение иноязычной коммуникации используя все необходимые для этого задания и приемы является отличительной особенностью урока иностранного языка. Интернет на уроках иностранного языка.
31834. Участок по централизованному ремонту детали класса “корпусные” 1.65 MB
  На первом этапе технологического процесса восстановления детали класса “корпусные” поступают на рабочие места для контроля на наличие скрытых дефектов и дефектов другого характера. Далее деталь поступает на участок слесарно-механической обработки с учетом технологического маршрута со склада деталей ожидающих ремонта. Участок предназначен для восстановления деталей слесарно-механической обработкой, а также для изготовления дополнительных ремонтных деталей