Проектування цифрових пристроїв на основі САПР QUARTUS II: Практикум, страница 3

Завершальним етапом є фізичне програмування/конфігурування мікросхеми, яке здійснюється з об’єктних файлів програматором, що є модулем САПР. Крім того, залежно від використовуваних апаратних засобів програматор може виконувати перевірку функціонування готового виробу шляхом подачі на його входи випробувальних сигналів і порівняння вихідних сигналів зі сформованими часовими діаграмами. 

З метою активізації навчання практикум має варіантний характер. Для зарахування кожної роботи необхідно: а) засвоїти теоретичний матеріал з даної теми; б) виконати практичне завдання згідно зі своїм варіантом;       в) виконати загальну частину лабораторного завдання ознайомчого характеру; г) створити проекти за індивідуальним завданням з моделюванням результатів; д)створити лабораторний макет згідно із заданим варіантом та виконати експериментальні дослідження (відомості про лабораторний стенд містяться в [2, 8]).Щоб виконати завдання, потрібно засвоїти також процедури і елементи програмного забезпечення САПР Quartus II (у зв’язку з надзвичайно розгалуженою цією системою рекомендується обмежитися мінімумом відомостей, достатніх для даної роботи). Методично практикум побудовано таким чином, аби практичні і лабораторні завдання можна було виконати самостійно, у дистанційному режимі (експериментальні дослідження за п. д виконуються в лабораторії за наявності заздалегідь підготовлених файлів на магнітному носії).

Зміст звіту з виконання завдання

Назва і мета роботи; результати виконання домашнього завдання; зміст кожного пункту лабораторного завдання: бібліотечні файли (частинами або в скороченому вигляді, щоб помітно було деталі), файли зі схемами, часовими діаграмами (у разі потреби, застосувати альбомну орієнтацію сторінки) та іншими результатами зі стислими поясненнями і висновками; результати експериментальних досліджень, які можна подавати скорочено у формі таблиць і стислих висновків.

1 ОСНОВНІ ЛОГІЧНІ ФУНКЦІЇ

Мета роботи: дослідження типових логічних елементів; ознайомлення з основами пакета Quartus II та керуванням його файлами.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

! 1. Засвоїти теоретичні відомості щодо основних логічних функцій, співвідношень алгебри логіки, а також арифметичних основ цифрової техніки, необхідних для розуміння логічних схем.

     2. Визначити, яку логічну функцію виконують схеми з елементом, заданим згідно з варіантом (див. додатки, варіанти завдання 1).

СТИСЛІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Алгебра логіки є основою не тільки проектування ЦП, але й розуміння принципу їх дії. Вона використовується також за текстового опису проектів мовами програмування високого рівня HDL (Hardware Description Language – мови опису апаратних засобів), зокрема, мовою AHDL, яка пристосована до ІС фірми Altera. Основні логічні функції та зображення їх мовою AHDL наведено в табл. 1.1. Пояснення щодо основ алгебри логіки, а також арифметичні основи цифрової техніки, необхідні для розуміння логічних схем, викладено в [1].

Основні співвідношення алгебри логіки (табл. 1.2) розглядаються в булевій алгебрі, здебільшого, відносно функцій АБО та І, а справедливість тих чи інших формул відносно інших функцій з'ясовується окремо (у табл. 2 для прикладу наведено також співвідношення для функції Виключне АБО).

Будь-яка логічна функція зображається в досконалій диз'юнктивній нормальній формі (ДДНФ) або в досконалій  кон'юнктивній нормальній формі (ДКНФ) єдиним способом, тому ці форми називають стандартними, що є вихідними для подальшого аналізу й синтезу. Природно, стандартні форми можна зобразити і для інверсного значення функції (табл. 1.3)

Примітиви є функціональними модулями в САПР, які репрезентують найпростіші типові елементи ЦП, а також допоміжні компоненти в графічних і текстових файлах проекту (термін Primitive охоплює базові логічні елементи, тригери, порти та ін.).

Бібліотека всіх функціональних модулів САПР розташована в каталозі c:/quartus/libraries, а примітиви зосереджено в підкаталозі /primitives. Відомості про примітиви (рис. 1.1) подано в [2].