Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Типові комбінаційні ЦП
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
О
Факультет:
ІСМ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2021
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Комп’ютерна схемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
НТУУ “КПІ ім. Ігоря Сікорського”
Теплоенергетичний факультет
Кафедра автоматизації проектування енергетичних процесів і систем
Комп’ютерна схемотехніка
Звіт до лабораторної роботи №3
“Типові комбінаційні ЦП”
Варіант 16
Дата: 01 Листопада 2021
Мета: Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових комбінаційних ЦП в заданому елементному базисі.
Постановка задачі
В результаті виконання даної практичної роботи студент повинен вміти:
проектувати та синтезувати на базі ПЛІС шифратори (CD), дешифратори (DC), мультиплексори (MX) та демультиплексори (DMX) в заданому елементному базисі;
створювати та використовувати допоміжні бібліотечні модулі;
призначати входи/виходи ЦП виводам мікросхеми ПЛІС;
проводити моделювання типових комбінаційних ЦП функціональне та з урахуванням часових параметрів мікросхем ПЛІС;
Теоритичні відомості:
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
/Загальна схема
Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры могут использоваться для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним. Мультиплексоры обозначают сочетанием MUX, а также MS.
/Умовна схема для мультикомпексора 4 в 1
Демультиплексор:
Демультиплексор — это логическое устройство, предназначенное для переключения сигнала с одного информационного входа на один из информационных выходов. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. На схемах демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.
/ Умовна схема для демультикомпексора 1 в 4
У разі ТТЛ логіки для комутації каналів застосовуються логічні елементи "І". У КМОП мікросхемах широко застосовуються ключі на польових транзисторах. Тому в них відсутнє поняття демультиплексора. Інформаційні входи і вихід можна поміняти місцями, в результаті чого мультиплексор може служити в якості демультиплексора.
Якщо між числом виходів і числом адресних входів діє співвідношення n = 2 m для двійкових демультиплексор або n = 3 m для трійкових демультиплексор, то такий демультиплексор називають повним. Якщо n <2 m для двійкових демультиплексор або n <3 m для трійкових демультиплексор, то демультиплексор називають неповним. Функції демультиплексори подібні з функціями дешифраторів. Дешифратор можна розглядати як демультиплексор, у якого інформаційний вхід підтримує напругу виходів в активному стані, а адресні входи виконують роль входів дешифратора. Тому в позначенні як дешифраторів, так і демультиплексори у вітчизняних мікросхемах використовуються однакові літери - ВД. Демультиплексори виконують унарні (одновходовие, однооперандние) логічні функції з n-арним виходом.
Дешифраторы и шифраторы
Дешифратор (decoder) – это комбинационное устройство, позволяющее распознавать числа, представленные позиционным п-разрядным кодом. Если на входе дешифратора "-разрядный двоичный код, то на его выходе код "1 из Ν". В кодовой комбинации этого кода только одна позиция занята единицей, а все остальные – нулевые. Например, код "1 из Ν", содержащий 4 кодовые комбинации, будет представлен следующим образом:
/
Такой код называют унитарным, поэтому дешифратор является преобразователем позиционного двоичного кода в унитарный. Так как возможное количество чисел, закодированных n-разрядным двоичным кодом, равно количеству наборов из и аргументов (N = 2”), то дешифратор, имеющий n входов, должен иметь 2n выходов. Такой дешифратор называют полным. Если часть входных наборов не используется, то дешифратор называют неполным, и у него число выходов меньше 2n. Таким образом, в зависимости от входного двоичного кода на выходе дешифратора возбуждается только одна из выходных цепей, по номеру которой можно распознать входное число.
Шифратор (coder) – это комбинационное устройство, выполняющее функции, обратные дешифратору. При подаче сигнала на один из его входов (унитарный код) на выходе должен образоваться соответствующий двоичный код.
Если число входов шифратора равно 2n, то число выходов, очевидно, должно быть равным п, т.е. числу разрядов двоичного кода, которым можно закодировать 2” ситуаций.
Проиллюстрируем синтез схемы шифратора при п = 3. Таблица истинности имеет вид, приведенный в табл.
Входы
х
Выходы
Входы
х
Выходы
y3
y2
y1
y3
y2
y1
0
0
0
0
4
1
0
0
1
0
0
1
5
1
0
1
2
0
1
0
e
1
1
0
3
0
1
1
7
1
1
1
Работа шифратора описывается тремя функциями у3, у2, y1, каждая из которых равна единице на четырех наборах (номер набора соответствует номеру входа). СовДНФ функций выхода равны:
/
Завдання за варіантом:
Номер
варіанту
Типовий комбінаційний ЦП
Базис логічних елементів
16
DMX, 4 адр. Вх.
І, АБО, НЕ
Запишемо таблицю істиності:
№
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Q13
Q14
Q15
A3
A2
A1
A0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
3
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
4
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
5
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
6
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
7
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
8
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
9
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
11
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
12
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
13
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
14
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
Система булевих функцій:
/
Умовне графічне зображення та функіональна схема:
/
Cхема демультиплексора у САПР Quartus:
/
Бібліотечний модуль утворений за схемою:
/
Бібліотечний модуль демультиплексора в схемі:
/
Проведемо аналіз і синтез схеми:
Компіляція(Flow summary):
/
Логічний синтез (Analysis & Synthesis):
/
Занурення схеми в кристал(Fitter summary):/
Аналіз швидкодії отриманої схемної реалізації (Classic Timing Analyzer):/ / /
Призначення входів/виходів ЦП виводам мікросхеми ПЛІС:
/
Функціональне моделювання:
/
Часове:/
Висновок:
За цю лабораторну работу я познайомився з (де)мультиплексорами і (де)шифраторами, дізнався про принцип їх роботи та з чого вони формуються. Було створенно схему згідно до варіанту лабораторної у САПР Quartus. Було створено бібліотечний модуль за схемою, і за ним засвоєно що створення схем за блоками, навіть самоутворенними, набагато легше та швидше. Ознайомлений з інструментом Pin Planer, де призначив входи та виходи на ПЛІС. Провів функціональне та часове моделювання з урахуванням часових параметрів, які ми отримали під час компіляції та тестів схеми до цього. Зробив звіт з лабораторної роботи та вчасно надіслав викладачу на перевірку.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора