Міністерство освіти та науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра електронних обчислювальних машин Звіт до лабораторної роботи №3 з предмету “МЗТВДКС” на тему:”Цифрових автоматів” Львів 2004 р. Мета роботи. Метою роботи є ознайомлення з загальною схемою тестування цифрової техніки. Засвоєння методів та засобів тестування цифрових схем з пам’яттю на прикладі цифрового автомата (ЦА). Завдання. State_37. Теоретична частина. Особливості тестування цифрових автоматів. Цифровий автомат є прикладом пристрою із пам’яттю. Цифровий автомат характеризується: набором вхідних сигналів {X}; набором вихідних сигналів {Y}; набором внутрішніх станів {A}; початковим станом a0; правилом формування вихідних сигналів; правилом формування наступного внутрішнього стану. Існують такі способи завдання автоматів, які описують залежність, відповідно, наступного стану автомата і його виходу від теперешнього стану автомата і його входів: табличний - задаються дві таблиці: станів (переходів) і виходів; за допомогою часових діаграм; аналітичний, в тому числі на мовах опису апаратної частини цифрових вузлів – Hardware Discription Language (HDL); за допомогою графа алгоритму роботи автомата; за допомогою графа автомата (рис. 3.1); опис на звичайній мові. Цифрові автомати поділяються на автомати: Мура, в яких вихідні сигнали залежать тільки від стану автомата; Мілі, в яких вихідні сигнали залежать як від стану автомата, так і від вхідних сигналів. Здебільшого цифрові автомати бувають синхронними, тобто зміна стану автомата здійснюється по фронту синхроімпульсів. На рис. 3.1 представлений граф синхронного автомата Мура, який має: вісім внутрішніх станів (S0, …, S7), які кодуються трьома розрядами (s0, …, s2); три вхідних сигнала (pusk, x0, x1); два вихідних сигнала (y0, y1); Даний автомат переводиться до початкового стану за допомогою асинхронного сигналу скиду (Reset). Синхроімпульси на графі не показані. Основний принцип тестування цифрових автоматів полягає в перевірці того, що автомат: здійснює усі позначені стрілочками на графі переходи і не здійснює не позначених; формує усі позначені на графі вихідні сигнали в потрібних станах і не формує не позначених. Для перевірки усіх цих вимог потрібно декілька разів повертати автомат до початкового стану і повторно проводити його перевірку з іншою послідовністю вхідних сигналів.
Рис. 3.1. Граф автомата Хід роботи. 1.Запускаю на тестування цифрового автомату файл з набором тестових послідовностей State_st.cmd. Вмістиме командного файлу delete_signals restart set_mode functional vector ETSTATE ETS[0:2] vector STATE A[4:2] VECTOR Y1 A1 VECTOR Y0 A0 wfm INCLK @0ns=L (5ns = L 5ns=H) * 50 AFTER 10ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 1; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) AFTER 20ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) AFTER 30ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 1\h) AFTER 40ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 1; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 2\h) AFTER 50ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 1; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 2\h) AFTER 60ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 3\h) AFTER 70ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 4\h) AFTER 80ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 5\h) AFTER 90ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 6\h) AFTER 100ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 7\h) AFTER 110ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 7\h) AFTER 120ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) AFTER 130ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 1\h) AFTER 140ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 1; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 2\h) AFTER 150ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 3\h) AFTER 160ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 4\h) AFTER 170ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 5\h) AFTER 180ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 6\h) AFTER 190ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 2\h) AFTER 200ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 3\h) AFTER 210ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 7\h) AFTER 220ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) AFTER 230ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 1\h) AFTER 240ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 0; a ETY1 1;a ETSTATE 5\h) AFTER 250ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 6\h) AFTER 260ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 1; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 7\h) AFTER 270ns DO (a INPUSK 1;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 1; a ETY1 0;a ETSTATE 7\h) AFTER 280ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) AFTER 290ns DO (a INPUSK 0;a INRESET 0; a INX0 0; a INX1 0; a ETY0 0; a ETY1 0;a ETSTATE 0\h) watch INCLK INPUSK INRESET INX0 INX1 ETY0 Y0 ETY1 Y1 ETSTATE STATE ERR A0 A1 A2 A3 A4 watch INCLK INPUSK INRESET INX0 INX1 ETY0 Y0 ETY1 Y1 ETSTATE STATE ERR sim 500ns З результатів симулювання видно що цифровий автомат замість того щоб завершити роботу і перейти з останньої 7 вершини в початковий стан( 0 вершина) переходить зразу в першу вершину. Таким чином цей автомат працює у вічному циклі. Результат моделювання
Висновок На лабораторній роботі я дослідив різні методи тестування цифрової техніки на прикладі цифрового автомата.