|
|
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов вечернего и заочного отделений
Пример выполнения Варианта №1
1. Составим таблицу перекодировки состояний автомата и их двоичный код (таблица 2).
2. Подставляем новые значения в граф состояний (рис.2.2).
3. Составим таблицу истинности автомата (таблица 3).
4. После получения таблицы истинности автомата создается функциональная схема в САПР Max+Plus II без минимизации (рис.2.3).
5. Временные диаграммы для этого варианта после компиляции проекта приведены на рис.2.4.
Таблица 2
Таблица перекодировки состояний автомата и их двоичный код
№ состояния
|
№ состояния из табл.1
|
Двоичный код
q3,q2,q1,q0
|
0
|
0
|
0000
|
1
|
3
|
0011
|
2
|
11
|
1011
|
3
|
12
|
1100
|
4
|
1
|
0001
|
5
|
9
|
1001
|
6
|
2
|
0010
|
7
|
14
|
1110
|
8
|
8
|
1000
|
9
|
7
|
0111
|
10
|
6
|
0110
|
11
|
4
|
0100
|
12
|
13
|
1101
|
13
|
10
|
1010
|
14
|
15
|
1111
|
15
|
5
|
0101
|
Рис.2.2. Граф полученный с учетом таблицы перекодировки
Таблица 3
Таблица истинности автомата
старое состояние
|
условие
|
новое состояние
|
№
|
код
|
|
№
|
Код
|
0
|
0000
|
-
|
3
|
0011
|
3
|
0011
|
A=0
|
8
|
1000
|
3
|
0011
|
A=1
|
11
|
1011
|
8
|
1000
|
-
|
7
|
0111
|
7
|
0111
|
-
|
6
|
0110
|
6
|
0110
|
B=0
|
13
|
1101
|
6
|
0110
|
B=1
|
4
|
0100
|
13
|
1101
|
-
|
14
|
1110
|
14
|
1110
|
-
|
10
|
1010
|
10
|
1010
|
-
|
15
|
1111
|
15
|
1111
|
-
|
5
|
0101
|
5
|
0101
|
-
|
0
|
0000
|
11
|
1011
|
-
|
12
|
1100
|
12
|
1100
|
B=0
|
1
|
0001
|
12
|
1100
|
B=1
|
9
|
1001
|
1
|
0001
|
-
|
2
|
0010
|
2
|
0010
|
-
|
14
|
1110
|
4
|
0100
|
-
|
14
|
1110
|
9
|
1001
|
-
|
2
|
0010
|
Р ис. 2.3. Функциональная схема без минимизации
 
Рис. 2.4. Временные диаграммы
Приложение А
Параметрические элементы САПР MAX+PLUS II
Counter
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
data [ ]
|
Параллельный вход данных счетчика
|
clock
|
Вход счетных импульсов
|
clk_en
|
Разрешение синхронизации.
|
cnt_en
|
Разрешение счета
|
updown
|
Управление направлением счета
(1 = сложение, 0 = вычитание)
|
aclr
|
Асинхронный сброс входов
|
aset
|
Асинхронная установка входов
|
aload
|
Асинхронная загрузка входов. Установка счетчика в значение data[ ].
|
sclr
|
Синхронный сброс входов. Сброс счетчика следующим тактовым импульсом
|
sset
|
Синхронная установка входов. Установка счета следующим тактовым импульсом.
|
sload
|
Синхронная загрузка входов. Загрузка в счетчик значения data[ ] следующим тактовым импульсом.
|
Выходные выводы
|
|
Имя вывода
|
Описание
|
|
q [ ]
|
Выход счетчика
|
|
eq [15..0]
|
Декодированный выход счетчика. Высокий активный уровень появляется в момент, когда счетчик достигает заданного значения.
|
|
cout
|
Перенос в старший разряд
|
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTH
|
Разрядность счетчика или входных
значений data[ ] и выходных q[ ].
|
LPM_DIRECTION
|
Может принимать значения “UP”, “DOWN” или “UNUSED”. Если этот параметр используется, то вход updown не должен быть подключен. Если вход updown не подключен, то значение LPM_DIRECTION по умолчанию – “UP”
|
LPM_MODULS
|
Максимальный счет, плюс один. Число уникальных состояний в цикле счетчика. Если введенное значение больше, чем LPM_MODULUS параметр, поведение счетчика не определено.
|
LPM_AVALUE
|
Постоянное значение, которое загружается, когда aset высок. Если введенное значение больше чем , поведение счетчика - неопределенный (X) логический уровень, где - LPM_MODULUS. Параметр ограничен значением в 32 бита.
|
LPM_SVALUE
|
Постоянное значение, которое загружается по переднему фронту тактовых импульсов, когда sset или sconst высок. Должен Использоваться, если sconst используется.
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
Multiplier
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
dataa[]
|
Множимое
|
datab[]
|
Множитель
|
sum[]
|
Частичная сумма
|
clock
|
Вход тактовых импульсов
|
clken
|
Разрешение использования тактового входа
|
aclr
|
Асинхронный сброс
|
Выходные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
result[]
|
result = dataa[] * datab[] + sum. The product
LSB is aligned with the sum LSB.
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTHA
|
Разрядность dataa[ ].
|
LPM_WIDTHB
|
Разрядность datab[ ].
|
LPM_WIDTHP
|
Разрядность result[ ].
|
LPM_WIDTHS
|
Разрядность sum[ ]. Обязателен, даже если порт суммы не используется.
|
LPM_ REPRESENTATION
|
Тип выполняемого сравнения “SIGNED”, ”UNSIGNED”, “UNUSED”. Если значение не указанно, то по умолчанию устанавливается ”UNSIGNED”
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
INPUT_A_IS_CONSTANT
|
Altera параметр. Принимает значения "YES", "NO", и "UNUSED". Если dataa [] связан с постоянным значением, устанавливая INPUT_A_IS_CONSTANT "YES" оптимизирует multiplierпо использованию ресурсов и скорости. Если опущено, значение по умолчанию - "NO".
|
INPUT_B_IS_CONSTANT
|
Altera параметр. Принимает значения "YES", "NO", и "UNUSED". Если datab [] связан с постоянным значением, устанавливая INPUT_B_IS_CONSTANT "YES" оптимизирует multiplierпо использованию ресурсов и скорости. Значение по умолчанию - "NO".
|
USE_EAB
|
Altera параметр. Принимает значения "ON", "OFF", и "UNUSED". Устанавливая параметр USE_EAB "ON" позволяет MAX+PLUS II использовать блоки дополнительных атрибутов, чтобы использовать 4 x 4 или (8 x значение константы) стандартные блоки в ACEX1К и FLEX10К устройствах.
|
LATENCY
|
Altera параметр. То же, что и LPM_PIPELINE. Параметр обеспечивает совместимости с MAX+PLUS II проектами версии ниже 7.0. Для всех новых проектов, используется параметр LPM_PIPELINE
|
MAXIMIZE_SPEED
|
Altera параметр. Возможные значения от 0 до 10. Если параметр используется то MAX+PLUS II пытается оптимизировать данную функцию lpm_mult для скорости, а не для уменьшения занимаемой области, и отменяет установку опции Optimize в диалоговом окне Global Project Logic Synthesis (меню Assign). Если MAXIMIZE_SPEED не использован, значение опции Optimize используется вместо него. Если установлено MAXIMIZE_SPEED - 6 или выше, компилятор оптимизирует мегафункции lpm_mult для более высокой скорости; если установлено - 5 или меньше, компилятор оптимизирует для уменьшения занимаемой области.
|
Comparator
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
dataa[]
|
datab[] сравнивается с этим значением
|
datab[]
|
Значение с которым сравнивается dataа[]
|
clock
|
Вход тактовых импульсов
|
clken
|
Разрешение использования тактового входа
|
aclr
|
Асинхронный сброс
|
Выходные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
alb
|
“High” (1) если dataa[] < datab[]
|
aeb
|
“High” (1) если dataa[] == datab[]
|
agb
|
“High” (1) если dataa[] > datab[]
|
ageb
|
“High” (1) если dataa[] >= datab[]
|
aneb
|
“High” (1) если dataa[] != datab[]
|
aleb
|
“High” (1) если dataa[] <= datab[]
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTH
|
Разрядность входов dataa[] и datab[]
|
LPM_REPRESENTATION
|
Тип выполняемого сравнения “SIGNED”, ”UNSIGNED”, “UNUSED”. Если значение не указанно, то по умолчанию устанавливается ”UNSIGNED”
|
LPM_PIPELINE
|
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
CHAIN_SIZE
|
|
ONE_INPUT_IS_CONSTANT
|
Специфический Altera - параметр. Принимает значения "YES", "NO", или "UNUSED". Обеспечивает большую оптимизацию, если один из входов постоянен. По умолчанию - "NO".
|
Adder Subtractor
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
dataa[]
|
Первое слагаемое/ Уменьшаемое
|
datab[]
|
Слагаемое/ Вычитаемое
|
add_sub
|
Если “1” (high), операция = dataa[]+datab[] +cin. Если “0” (low), операция = dataa[]- datab[] +cin-1
|
clock
|
Вход тактовых импульсов
|
clken
|
Разрешение использования тактового входа
|
aclr
|
Асинхронный сброс
|
Выходные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
result[]
|
dataa[] +datab[] +cin или
dataa[] -datab[] +cin-1.
|
cout
|
Обнаруживает переполнения в операциях "UNSIGNED".
|
overflow
|
Результат превышает доступную точность
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTH
|
Разрядность входов dataa[],datab[],result[]
|
LPM_DIRECTION
|
Значения - "ADD", "SUB", и "UNUSED". Если не указано, значение по умолчанию "DEFAULT", в этом случае используется значение add_sub порта. Add_sub порт не может использоваться, если используется LPM_DIRECTION.
|
LPM_REPRESENTATION
|
Тип выполняемого сравнения “SIGNED”, ”UNSIGNED”, “UNUSED”. Если значение не указанно, то по умолчанию устанавливается ”UNSIGNED”
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
ONE_INPUT_IS_CONSTANT
|
Altera параметр. Принимает значения "YES", "NO", и "UNUSED". Обеспечивает большую оптимизацию, если один вход постоянный. Если не указано, значение по умолчанию - "NO"
|
MAXIMIZE_SPEED
|
Altera параметр. Возможные значения от 0 до 10. Если параметр используется то MAX+PLUS II пытается оптимизировать данную функцию lpm_mult для скорости, а не для уменьшения занимаемой области, и отменяет установку опции Optimize в диалоговом окне Global Project Logic Synthesis (меню Assign). Если MAXIMIZE_SPEED не использован, значение опции Optimize используется вместо него. Если установлено MAXIMIZE_SPEED – 6 или выше, компилятор оптимизирует мегафункции lpm_mult для более высокой скорости; если установлено - 5 или меньше, компилятор оптимизирует для уменьшения занимаемой области.
|
Absolute Value
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
data []
|
Число со знаком
|
Выходные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
result[]
|
Абсолютное значение data [] .
|
overflow
|
|
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTHА
|
Разрядность data [] и result[]
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
Divider
Входные выводы
|
Имя вывода
|
Имя вывода
|
numer[]
|
Числитель
|
denom[]
|
Знаменатель
|
clock
|
Вход тактовых импульсов
|
clken
|
Разрешение использования тактового входа
|
aclr
|
Асинхронный сброс
|
Выходные выводы
|
Имя вывода
|
Описание
|
quotient[]
|
Частное
|
remain[]
|
Остаток
|
Параметры
|
Параметр
|
Описание
|
LPM_WIDTHN
|
Разрядность numer[] и quotient[].
|
LPM_WIDTHD
|
Разрядность denom[] и remain[].
|
LPM_NREPRESENTATION
|
Определяет параметр числителя “SIGNED” или “UNSIGNED” Сейчас поддерживается только “UNSIGNED”.
|
LPM_DREPRESENTATION
|
Определяет параметр знаменателя “SIGNED” или “UNSIGNED” Сейчас поддерживается только “UNSIGNED”
|
LPM_HINT
|
Позволяет определять специфические Altera-параметры в файлах проекта VHDL.
|
LPM_TYPE
|
Идентифицирует LPM имя файлах проекта VHDL
|
Библиографический список
1. Соловьев В. В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. – М.: Горячая линия - Телеком, 2001. – 636 с.
2. Стешенко В. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов - М.: Додека, 2000. – 128 с.
3. Стешенко В. ПЛИС фирмы ALTERA: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры - М.: Додека, 2002. – 576 с.
4. Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств AlteraHDL: Практический курс. – М.: ИП «Радиософт», 2001. – 224 с.
5. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: учебное пособие для втузов. СПб.: «Политехника», 1996. 885 с.
Литературный редактор
Подписано в печать 00.00.2006. Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л.0,00 Усл. кр.-отт. 0,00. Уч.-изд. л. 0,0.
Тираж 000 экз. Заказ 000
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Московский государственный институт радиотехники,
электроники и автоматики (технический университет)”
119454, Москва, пр. Вернадского, 78 |
|
|
Скачать 1.05 Mb.