МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ЕОМ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5 З ПРЕДМЕТУ ”Мова опису програмних засобів” НА ТЕМУ: “ Розробка та моделювання паралельного регістру та регістру зсуву.” Трофімов О.С. Прийняла: Колодчак О.М. ЛЬВІВ 2005 Лабораторна робота №5 Розробка та моделювання паралельного регістру та регістру зсуву Мета роботи: Засвоїти принципи роботи паралельного та зсувного регістрів. Навчитися описувати синхронізовані процеси та використовувати циклічні оператори при описі поведінки об'єктів за допомогою VHDL. Теоретичні відомості Паралельний 8-розрядний регістр має: 8-розрядний вхід DATA_IN (7 downto 0) типу std_logic_vector для передачі даних, вхід синхронізації CLK, типу std_logic, вхід дозволу на запис WE типу std_logic, вхід дозволу зчитування RE типу std_logic. 8-розрядний вихід DATA_OUT (7 downto 0) типу std_logic_vector для виводу даних. Робота регістра має здійснюватися наступним чином: у стані збереження байта на виході регістра постійно утримується високий імпеданс ("ZZZZZZZZ"), що дозволить організувати роботу декількох регістрів через одну шину, оскільки сигнал високого імпедансу має найнижчий пріоритет; якщо WE = '1' і RE = '0', то здійснюється запис інформації в регістр; якщо WE = '0' і RE = '1', то на вихід регістра подається значення байта, що зберігається в цьому регістрі; всі інші комбінації WE та RE розглядаються як стан збереження байта; робота регістра має бути синхронізована по сигналу CLK. Зсувний 8-розрядний регістр має: один вхід DATA_IN типу std_logic для вводу інформації, вхід синхронізації CLK типу std_logic, вхід дозволу на запис WE типу std_logic, вхід дозволу зчитування RE типу std_logic, 8-розрядний вихід DATA_OUT (7 downto 0) типу std_logic_vector для паралельного виводу даних Робота регістра має здійснюватися наступним чином: у стані збереження байта на виході регістра постійно утримується високий імпеданс ("ZZZZZZZZ"); якщо WE = '1' і RE = '0', то здійснюється запис інформації в регістр, при цьому сигнал DATA_IN надходить в DATA_OUT(0), значення DATA_OUT(0) переміщується в DATA_OUT(1) і т.д.; якщо WE = '0' і RE = '1', то на вихід регістра подається значення байта, що зберігається в цьому регістрі; всі інші комбінації WE та RE розглядаються як стан збереження байта; робота регістра має бути синхронізована по сигналу CLK. Хід роботи Створити новий проект в Active-HDL. Розробити VHDL-модель паралельного 8-розрядного регістру. Промоделювати роботу розробленого паралельного регістра в режимах запису інформації, збереження байта та зчитування інформації. Проаналізувати на основі отриманих часових діаграм відповідність роботи паралельного регістра заданому алгоритму. Розробити VHDL-модель зсувного 8-розрядного регістру. Помоделювати роботу розробленого зсувного регістра в режимах запису інформації, збереження байта та зчитування інформації. Проаналізувати на основі отриманих часових діаграм відповідність роботи зсувного регістра заданому алгоритму. Програмна реалізація library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; entity Registers is generic(Bit_n: integer:=7); port( DATA_IN: in std_logic_vector(7 downto 0); DATA_IN_Z, CLK, WE, RE :in std_logic; DATA_OUT : out std_logic_vector(7 downto 0); DATA_OUT_Z : out std_logic_vector(7 downto 0) ); end entity; architecture Registers of Registers is begin --Паралельний регістр Paral_Reg: process(CLK, WE, RE) variable Parallel: std_logic_vector(7 downto 0):="00000000"; begin if CLK'event and CLK='1' then --Запис if WE = '1' and RE = '0' then Parallel := DATA_IN; --Запис end if; --Читання if WE = '0' and RE = '1' then DATA_OUT <= Parallel;--Вивід інформації end if; --Зберігання if WE = RE then --Зберігання DATA_OUT <= "ZZZZZZZZ";--Високий імпеданс end if; end if; end process; -- Регістр зсуву Shift_Reg: process(CLK, WE, RE) variable k: integer; variable Shift: std_logic_vector(7 downto 0):="00000000"; begin if CLK'event and CLK='1' then --Зсув if WE = '1' and RE = '0' then for k in 7 downto 1 loop Shift(k) := Shift(k-1); end loop; Shift(0):= DATA_IN_Z; end if; --Читання if WE = '0' and RE = '1' then DATA_OUT_Z <= Shift; end if; --Зберігання if WE = RE then DATA_OUT_Z <= "ZZZZZZZZ"; end if; end if; end process; end architecture Registers; Часова діаграма
Висновок: в ході лабораторної роботи я засвоїв принципи роботи паралельного та зсувного регістрів. Навчився описувати синхронізовані процеси та використовувати циклічні оператори при описі поведінки об'єктів за допомогою VHDL.