КР пуму 2ой сем
.pdf
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования
«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Студент: Дашкевич А. А.
гр. 790241
Вариант 7
Минск 2021
Задание 1
Цель работы: Спроектировать логическую схему при помощи графического редактора САПР MAX+PLUS II. Исследовать работу схемы с использованием сигнального редактора САПР MAX+PLUS II.
Ход работы:
1. Необходимо синтезировать электрическую принципиальную схему логического устройства, описанного заданным преподавателем уравнением в алгебраической форме в соответствии с прил. 1. Для варианта № 7 ФАЛ:
Y =(BD +CA)D
Полученная схема в графическом редакторе САПР MAX+PLUS II, будет выглядеть так:
2. Далее необходимо произвести симуляцию работы схемы. Зарисовать диаграммы работы и по ее результатам заполнить таблицу истинности смоделированной схемы.
Временные диаграммы работы синтезированной схемы:
Заполним таблицу истинности:
A |
B |
C |
D |
Y |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Вывод: В ходе работы мы реализовали проект цифровой схемы в графическом редакторе САПР MAX+PLUS, получили временные диаграммы и таблицу истинности. Можно сделать вывод, что ФАЛ любой сложности можно реализовать при помощи графического редактора САПР MAX+PLUS II.
1
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные логические (булевы) функции и изобразите элементы их реализующие. Для каждой из функции запишите таблицу истинности.
Основными логическими функциями являются: - логическое отрицание (инверсия):
Y = X ;
- логическое сложение (дизъюнкция):
Y = X1 + X 2 или Y = X1 X2 ;
- логическое умножение (конъюнкция):
Y = X1 • X 2 или Y = X1 X 2 .
На рис. 1 показан элемент «НЕ», который реализует функцию логического отрицания X Y =.
X 1 Y
X |
Y |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
Рис. 1 Элемент «НЕ»
Элемент «ИЛИ» (рис. 2) и элемент «И» (рис. 3) реализуют функции логического сложения и логического умножения соответственно.
X1 |
|
|
|
X1 |
X2 |
Y |
|
|
Y |
0 |
0 |
0 |
|||
X2 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||
0 |
1 |
1 |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 Элемент «ИЛИ»
2
X1 |
|
|
|
|
|
X1 |
X2 |
Y |
|
|
Y |
|
0 |
0 |
0 |
||||
& |
|||||||||
X2 |
0 |
1 |
0 |
||||||
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3 Элемент «И»
2. Перечислите логические элементы, доступные в библиотеке примитивов графического редактора MAX+PLUS II.
and2, and3, and4, or2, or4, not, nand2, nor2 и т.д.
3.Укажитепроцессы,протекающиевсистемеприкомпиляциипроекта.
Compiler Netlist Extractor – Database Builder – Logic Synthesizer – Partitioner –Fitter – Timing SNF Extractor - Assembler
4. Объясните результаты моделирования работы схемы лабораторной работы.
По результатам работы были получены точные данные, как и в таблице истинности.
3
Задание 2
Цель работы: Приобрести основные навыки описания цифровых схем с помощью языка описания аппаратуры AHDL. Смоделировать логическую схему при помощи текстового редактора САПР MAX+PLUS II.
Ход работы:
Согласно прошлой лабораторной работы для варианта № 7 ФАЛ:
Y=(BD +CA)D
1.Необходимо сделать описание электрической схемы заданной в предыдущей работе при помощи текстового редактора САПР MAX+PLUS II.
Файл .tdf: |
|
SUBDESIGN untitled3 |
|
( |
|
a, b, c, d |
: INPUT; |
out |
: OUTPUT; |
) |
|
4
VARIABLE |
|
check_1 |
: NODE; |
check_2 |
: NODE; |
check_3 |
: NODE; |
BEGIN |
|
check_1 = b & c; check_2 = a & c;
check_3 = check_1 # check_2 ; out = check_3 & d;
END;
Файл .fit:
CHIP "untitled3" BEGIN
DEVICE = "EP1K10TC100-1";
"a" |
: INPUT_PIN = 38 |
; |
"b" |
: INPUT_PIN = 91 |
; |
"c" |
: INPUT_PIN = 89 |
; |
"d" |
: INPUT_PIN = 40 |
; |
"out" |
: OUTPUT_PIN = 23 |
; |
":40" |
: LOCATION = LC7_C23; |
|
END;
5
INTERNAL_INFO "untitled3" BEGIN
DEVICE = EP1K10TC100-1;
OD2P38 : LORAX = "1:FB2|2:FH2R2,PA6R2C22->LC7_C23||"; OD0P91 : LORAX = "1:FB0|2:FH0R2,PA0R2C22->LC7_C23||"; OD1P89 : LORAX = "1:FB1|2:FH1R2,PA20R2C22->LC7_C23||"; OD3P40 : LORAX = "1:FB3|2:FH3R2,PA5R2C22->LC7_C23||"; LC7_C23 : LORAX = "1:MSW6R2C23,G70R2->OH6R2P23|";
LC7_C23 : LORAX2 = "OD0P91, OD1P89, OD2P38, OD3P40";
END;
2. Далее необходимо произвести симуляцию работы схемы. Зарисовать диаграммы работы и по ее результатам заполнить таблицу истинности смоделированной схемы.
Временные диаграммы работы синтезированной схемы:
Заполним таблицу истинности:
A |
B |
C |
D |
Y |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
6
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Вывод: Приобретены основные навыки описания цифровых схем с помощью языка описания аппаратуры AHDL. Смоделирована логическая схема при помощи текстового редактора САПР MAX+PLUS II. При этом был получен тот же результат, что и в прошлой лабораторной работе.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение языка описания аппаратуры. Назовите существующие языки описания аппаратуры, укажите их отличия.
Язык описания аппаратуры AHDL разработан фирмой Altera и предназначен для описания комбинационных и последовательностных логических устройств, групповых операций, цифровых автоматов (state machine) и таблиц истинности с учетом архитектурных особенностей ПЛИС фирмы Altera.
Основные |
практически |
используемые |
языки |
описания |
аппаратуры — Verilog и VHDL; |
также существует |
несколько |
десятков |
|
альтернативных языков. |
|
|
|
|
Изначально как Verilog, так и VHDL использовались для документированияи моделирования схемныхрешений,реализованныхв иной форме (например, в виде схем). Моделирование при помощи HDL позволило инженерамработатьнаболеевысокомуровнеабстракции,чеммоделирование на уровне схемы, и, следовательно, упростить моделирование проектов, состоящих из тысяч транзисторов и более.
7
2. Назовите основные элементы языка AHDL, дайте их краткую характеристику.
Зарезервированныеключевые слова используются для следующих целей:
-для обозначения начала, конца и переходов в объявлениях языка AHDL;
-для обозначения предопределенных констант, т.е. GND и VCC.
Ключевые слова можно использовать как символические имена, только если они заключены в символы одинарных кавычек ('). Их можно также использовать в комментариях.
3. Перечислите способы описания логических элементов в AHDL.
Операторы булевых выражений AHDL
Оператор |
Пример |
Описание |
|
! |
!tob |
Дополнение |
(префиксное |
|
|
обращение) |
|
NOT |
NOT tob |
|
|
& |
bread & butter |
Логическое И |
|
AND |
bread AND butter |
|
|
!& |
a[3..1] !& b[5..3] |
Обращение логического И |
|
NAND |
a[3..1] NAND b[5..3] |
|
|
# |
trick # treat |
Логическое ИЛИ |
|
OR |
trick OR treat |
|
|
!# |
c[8..5] !# d[7..4] |
Обращение логического ИЛИ |
|
NOR |
c[8..5] NOR d[7..4] |
|
|
$ |
foo $ bar |
Исключающее ИЛИ |
|
XOR |
foo XOR bar |
|
|
!$ |
x2 !$ x4 |
Обращение исключающего |
|
XNOR |
x2 XNOR x4 |
логического ИЛИ |
|
8