Проектирование цифрового узла 155КП1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра вычислительной техники

Курсовая работа

по дисциплине «Моделирование»

Проектирование цифрового узла 155КП1

Факультет: АВТ                                                                         Преподаватель:

Группа:       АМ-710                                                                   Шалагинов А.В.

Студент:     Малахов С.А.

Новосибирск, 2010

1.  Постановка задачи

Общее задание:

Спроектировать схему замещения цифрового узла, представляющего собой существующую микросхему в пакетах OrCad 9.1 (SPICE и PСB Simulate проекты), Active-HDL 8.1. Создать поведенческую модель исследуемого цифрового узла на языке VHDL. Провести верификацию разработанной схемы, целью которых является подтверждение работоспособности узла на всех режимах работы и проверка на соответствие его временных задержек требуемым.

Индивидуальное задание:

Разработать 16-разрядный инверсный мультиплексор со стробом КП1: зарубежный аналог - 150. Реальный элемент 155КП1 разрабатывается на базе серии 155: зарубежный аналог – SN74150, на базе серии SN74.

2.  Условное графическое обозначение моделируемого узла.

Представим условные графические обозначения (УГО) моделируемого узла в пакетах OrCAD 9.1 (рис. 1) и Active-HDL 8.1 (Рис. 2).

Рис.1. УГО моделируемого узла 155КП1 в пакете OrCAD 9.1.

     

Рис.2. УГО моделируемого узла 155КП1 в пакете Active-HDL 8.1.

3.  Назначение выводов моделируемого узла

Приведем таблицу (табл.1), отражающую назначение выходов моделируемого узла.

Номер вывода	Обозначение		Назначение
0-15	X0-X15		Информационные входы, в зависимости от адресных входов один из информационных входов будет подключен к выходу
16-19	A0-A3		Адресные входы мультиплексора, определяющие, какой конкретно информационный канал подключен к выходу
20			Вход стробирования, необходимый для выделения сигнала в определенный момент времени
21		Y	Выход

Таблица1. Назначение выводов узла 155КП1.

4.  Режим работы узла

Режим работы узла описан с помощью таблицы (табл.2).

Входы					Выход	Примечания
Адресные				Стробный
A3	A2	A1	A0
X	X	X	X	H	H	Запрещение приема - на выходе H
L	L	L	L	L		Рабочий режим мультиплексора – выходной сигнал зависит от адресных входов и соответствующего им информационного входа
L	L	L	H	L
L	L	H	L	L
L	L	H	H	L
L	H	L	L	L
L	H	L	H	L
L	H	H	L	L
L	H	H	H	L
H	L	L	L	L
H	L	L	H	L
H	L	H	L	L
H	L	H	H	L
H	H	L	L	L
H	H	L	H	L
H	H	H	L	L
H	H	H	H	L

Таблица 2. Логическая таблица режимов работы узла.

Условные обозначения:

L – низкий уровень

H – высокий уровень

X – безразличное состояние

 – инверсные информационные входы

5.  Реальные задержки работы узла

Приведем таблицу (табл. 3) с информацией о задержках для элемента 155КП1, аналога SN74150, построенную на основе соответствующей документации  [источник 1].

Параметр	От входа	MAX	UNIT
tPLH	X0-X15	14	ns
tPHL		20	ns
tPLH	A0-A3	35	ns
tPHL		33	ns
tPLH		24	ns
tPHL		30	ns

Таблица 3. Задержки для элемента 155КП1.

6.  Описание работы узла

Микросхема 155КП1 представляет собой 16-разрядный инверсный мультиплексор со стробированием. Мультиплексор позволяет передать инверсию сигнала с одного из входов на выход; при этом выбор входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов на адресные входы.