Вивчення основних принципів роботи в середовищі схемного редактора САПР ПЛІС Xilinx Foundation Series.. Лабораторна робота з Обчислювальна техніка. Робота № 200586

Перехід до торгівельного партнера Binance

Вивчення основних принципів роботи в середовищі схемного редактора САПР ПЛІС Xilinx Foundation Series.

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Автоматики та телемеханіки

Інформація про роботу

Рік:

2007

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Обчислювальна техніка

Група:

КС-3

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра автоматики і телемеханіки ЗВІТ про виконання лабораторної роботи №5 з курсу “Обчислювальна техніка” “Вивчення основних принципів роботи в середовищі схемного редактора САПР ПЛІС Xilinx Foundation Series” Варіант №14 Виконав: студент групи КС-3 Львів 2007 Мета роботи: вивчення схемних різновидів регістрів, методів їх аналізу і синтезу. Завдання: Ознайомитися з основними відомостями. Визначити свій варіант завдання. Для цього необхідно номер варіанта (задає викладач) перевести в двійкову систему числення і за Таблицями 11, 12 (тут 1 - молодший розряд двійкового номера варіанту) визначити свої варіанти мікрооперацій і типів логічних елементів для виконання наступного завдання: На логічних елементах з Таблиці 11 побудувати оптимальні з точки зору складності схеми трьох основних типів регістрів для виконання мікрооперацій, заданих Таблицею 12, а саме: а) синхронний регістр на синхронних D -, T -, або JK - тригерах; б) синхронний регістр на асинхронних RS- або JK- тригерах; в) асинхронний регістр на асинхронних T-, або JK- тригерах. Зауваження: під умовними позначеннями мікрооперацій в Таблиці 12 слід розуміти наступне: y1 - зсув вліво на один розряд; y2 - зсув вправо на один розряд; y3 - запис слова паралельним кодом; y4 - диз’юнкція; y5 - кон’юнкція; y6 - нерівнозначність; y7 - рівнозначність; y8 - інвертування значень розрядів регістра. Таблиця 11 Таблиця 12 2.2. Експериментальна частина Схему регістра, синтезовану в межах пункту 2а теоретичної частини завдання, побудувати в схемному редакторі САПР Foundation Series. Проконтролювати правильність функціонування регістра за допомогою моделювальника САПР, визначивши значення наступних станів розряду регістра для всіх наборів значень вхідних змінних і попередніх станів розряду регістра. Замалювати часові діаграми роботи схеми. Логічні елементи: а) 3І-НЕ;б) І,АБО,НЕ;в) 2АБО-НЕ Мікро операції: а)у1,у3,у6; б) у3,у7; в) у3,у8 Регістри, на яких виконуються мікрооперації зсуву, називаються регістрами зсуву. Зсув слова може бути здійснено вліво (тобто в бік старших розрядів), або вправо (тобто в бік молодших розрядів) на задану кількість розрядів. Регістри, які мають кола як лівого, так і правого зсуву, називають реверсивними. Мікрооперацію зсуву слова на один розряд вліво описують рівнянням: EMBED Equation.2 (за умови, якщо індекс старшого розряду має більше значення, ніж індекс молодшого розряду регістра). За цієї ж умови мікрооперацію зсуву слова на один розряд вправо описують рівнянням: EMBED Equation.2 . Встановлення початкового стану регістра (зокрема нульового) здійснюються як правило через асинхронні установчі входи тригерів. За допомогою регістрів виконують також інші перетворення інформації, наприклад порозрядні логічні операції: кон’юнкція ( EMBED Equation.2 ); диз’юнкція ( EMBED Equation.2 ); нерівнозначність ( EMBED Equation.2 ); рівнозначність ( EMBED Equation.2 ); інвертування розрядів ( EMBED Equation.2 ); тощо. Переважно порозрядні логічні операції здійснюють над двома аргументами: станом розряду регістра і значенням інформаційного сигналу цього розряду. 1-ий етап. Схеми розрядів регістра з заданими властивостями будемо будувати за структурою, поданою на Рис.3а - адже саме ця структура відображає принцип побудови розрядів синхронного регістра на синхронних тригерах. У відповідності з цією структурою мікрооперації кодуємо позиційним двійковим кодом, кількість розрядів якого (виходячи з кількості мікрооперацій, яка в нашому прикладі дорівнює трьом) дорівнює: EMBED Equation.2 . Отже, щоб закодувати різними двійковими кодами всі три задані мікрооперації, нам достатньо двох двійкових розрядів. Назвемо ці розряди s1, s2 і перейдемо до складання таблиці кодування (Таблиця 5). При складанні цієї таблиці кожній мікрооперації ставимо у відповідність довільний код мікрооперації, слідкуючи лише за тим, щоб різним мікроопераціям відповідали різні коди. В таблиці кодування вказуємо також логічні рівняння заданих мікрооперацій. 2-ий етап. Складаємо таблицю функціонування (таблицю переходів) i - го розряду регістра -Таблиця 6. 2-ій етап. Мінімізуємо функції збудження всіх типів тригерів, які враховані в Таблиці 6. Для цього скористаємося методом карт Карно. Враховуємо, що кожна з функцій збудження залежить від тих сигналів, які фігурують в першій частині Таблиці 6. В першій частині таблиці функціонування в нашому прикладі є п’ять стовпчиків - отже кожна функція збудження залежить від п’яти аргументів і тому саме карти Карно на п’ять змінних ми використовуємо при мінімізації. EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 ` Після мінімізації отримаємо: EMBED Equation.2 (1) EMBED Equation.2 (2) EMBED Equation.2 ; EMBED Equation.2 (3) Комбінаційну схему потрібно побудувати на елементах 3І-НЕ, тому переводимо рівняння в базис І-НЕ з врахуванням кількості входів логічних елементів: EMBED Equation.3 Схема на елементах 3I-НЕ Результат роботи схеми на елементах 3І-НЕ Приклад 2. Побудувати 4-розрядний синхронний регістр для виконання мікрооперацій: y3 - занесення слова паралельним кодом; y1 - зсув вліво на один розряд. Для побудови схеми серед асинхронних RS- , JK- тригерів вибрати такий тригер, застосування якого забезпечить мінімальні апаратні затрати при побудові регістра. При побудові схем можна використовувати логічні елементи І, АБО, НЕ. 1-ий етап: Мікрооперації кодуємо позиційним кодом. Кількість розрядів: EMBED Equation.2 ( EMBED Equation.2 - задана кількість мікрооперацій). Назвемо розряд коду мікрооперації s і складемо таблицю кодування (Таблиця 7). 2-ий етап. Складаємо таблицю функціонування розряду регістра (Таблиця 8) В першій частині таблиці передбачаємо стовпчик для тактового сигналу, адже згідно вибраної базової структури ми подаємо тактовий сигнал регістра на комбінаційну схему, тобто тактовий сигнал є аргументом функцій збудження тригерів регістра. 3-ій етап. Мінімізуємо методом Карно функції збудження всіх тригерів з Таблиці 8. При цьому враховуємо, що кожна з функцій збудження залежить від п’яти аргументів - при мінімізації використовуємо карти Карно на п’ять змінних EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 Після мінімізації отримаємо: EMBED Equation.2 ; EMBED Equation.2 (7) У відповідності з завданням ми можемо будувати комбінаційну схему на логічних елементах І, АБО, НЕ - отже рівняння (7) додаткових перетворень не потребує. З (7) також випливає, що з точки зору складності обидва варіанти побудови схеми регістра - на JK- і RS- тригерах - є рівноцінними. Приклад 3. Побудувати чотирирозрядний асинхронний регістр для виконання мікрооперацій: y3 - занесення слова паралельним кодом; y4 - диз’юнкція. Для побудови схеми серед асинхронних T- , JK- тригерів вибрати такий тип тригера, застосування якого забезпечить мінімальні апаратні затрати при побудові регістра. При побудові комбінаційних схем можна використовувати логічні елементи 2АБО-НЕ. 1-ий етап. Схеми розрядів регістра будуємо за структурою, поданою на Рис.4б - ця структура відображає принцип побудови розрядів асинхронного регістра на асинхрон-них тригерах. Мікрооперації кодуємо дворозрядним (за кількістю мікрооперацій) унітарним кодом - Таблиця 9. 2-ий етап. Складаємо таблицю функціонування i - го розряду регістра (Таблиця 10). Таблицю заповнюємо за тими ж правилами, що і в двох попередніх прикладах. При цьому тактовий сигнал не використовуємо, а при заповненні другої та третьої частин Таблиці 10 користуємося даними відповідно Таблиці 9 і Таблиць 2, 4. Зауважимо, що в тих рядках, в яких EMBED Equation.2 , в стовпчик EMBED Equation.2 переписуємо значення з стовпчика EMBED Equation.2 (забезпечується збереження інформації). Код EMBED Equation.2 є забороненим - у відповідних рядках Таблиці 10 можуть бути будь-які значення. 3-ій етап. Мінімізуємо методом Карно функції збудження всіх тригерів з Таблиці 10. При цьому враховуємо, що кожна функція збудження залежить від чотирьох аргументів - при мінімізації використовуємо карти Карно на чотири змінних. EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 EMBED Visio.Drawing.11 Після мінімізації отримаємо: EMBED Equation.2 ; EMBED Equation.2 ; EMBED Equation.2 (8) З (8) очевидно, що простішою буде схема регістра, побудована на JK- тригерах. Отже саме рівняння для функцій збудження J, K перетворюємо в базис 2АБО-НЕ: EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 (9) Висновок: я вивчив схеми різновидів регістрів, методів їх аналізу і синтезу.

Лабораторна робота Обчислювальна техніка

01.01.1970 03:01-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись