Информатика и выч. техника \ Цифровые устройства и микропроцессоры

Проектування цифрових пристроїв на типових ІС та на ВІС програмованої структури, страница 4

1.4 Виконати елементи технічного проектування пристрою: зобразити схему найменшої складності за ДСТУ на ІС вибраної серії (із зазначенням номерів виводів ІС) і навести основні характеристики (напруга живлення, логічні рівні, навантажівна здатність, споживана потужність, швидкодія) із зазначенням їх сенсу та технічних вимог щодо меж припустимого розкиду або нестабільності. Дати стисле пояснення кожного елемента позначення серії ІС і типономіналу.

Мінімальна форма реалізації в базисі І-АБО-НЕ. Тому реалізуємо її на реальних елементах.

Для проектування схеми на інтегральних мікросхемах оберемо серію К158, К155. Оберемо слідуючі мікросхеми з такими параметрами:

Параметр

К155ЛН2

К158ЛР3

33

-

/-1,6/

/-0,5/

0,04

0,032

0,4

0,3

-

2,4

15

80

55

140

                   К155ЛН2                                                       К158ЛР3                        

Побудова принципової схеми пристрою на конкретних інтегральних схемах із зазначенням на ній номерів виводів.

    


1.5 Виконати автоматичне проектування пристрою за схемами п. 1.2, 1.3 на ВІС програмованої структури родини MAX7000S у графічному редакторі САПР Quartus II та здійснити автоматичний аналіз швидкодії за допомогою матриці затримок. Навести BDF- і VWF-файли проекту із зазначенням його імені з варіантом XX та дати стисле тлумачення результатів.

Зображаємо функцію (після мінімізації функції) у базисі І-НЕ:

Зображаємо функцію у базисі АБО-НЕ:

Зображаємо функцію після виконання редукції у базисі I-НЕ:

Часові діаграми зазначених вище функцій (час затримки 5 ns):

Автоматичний аналіз швидкодії:

1.6 Виконати автоматичний аналіз правильності проектування шляхом введення мовою АНDL виразу безпосередньо з табл. 1 у текстовому редакторі Quartus II (з іншою назвою проекту, що містить варіант XX) з подальшими компіляцією, функціональним моделюванням та автоматичним порівнянням часових діаграм за п.1.5 і 1.6; зробити висновки, порівняти результати проектування за п.1.1 … 1.3 та 1.5, 1.6.

Проектування функції шляхом введення її мовою AHDL:

Результати порівняння часових діаграм створених з текстового файлу (вони точно збігаються з створеними через графічний редактор):

Висновок: я впевнився, що виконавши редукцію моя схема спростилась, а також провівши порівняння результатів отриманих в результаті автоматичного проектування та проектування вручну, дані збіглись, що свідчить про те, що цей пункт курсової я успішно засвоїв.


2 Спроектувати пристрій на ЦКП(логічна функція на MUX)

2.1 Згідно з варіантом синтезувати пристрій для реалізації функцій, заданих у табл. 2 на ІС (жорсткої структури) типових ЦКП. Навести таблиці  відповідності, діаграми термів (за необхідністю), логічні вирази, принципову електричну схему, часові діаграми перемикання (шляхом розгортання таблиці в часі).

Мультиплексор. Якщо на входи мультиплексора подати константи „0” та „1”,відповідно до таблиці істинності, то мультиплексор реалізує задану функцію. Метою проектування являється скорочення розрядності мультиплексора для реалізації заданої функції.

Так як МДНФ для інверсного значення функції має найменшу складність, то реалізуємо її на мультиплексорі. Для цього потрібно встановити залежність обраної мінімальної функції від змінних:

 


Рисунок 2.1- Мультиплексор 16:1(кількість адресних входів 4)

Наступним кроком приєднуємо до адресних входів мультиплексора ті змінні, від яких функція залежить більшою мірою.

1) Виключимо змінну х3                                                  (x4x2x1;

Розбиваємо діаграму на 8 піддіаграм (8:1):

Визначаємо функції входів мультиплексора від неприєднаної  змінної до адресної змінної (х3) шляхом порівняння піддіаграм з діаграмою:

Скачать файл