Исследование широтно-импульсного модулятора с помощью встроенного логического анализатора SignalTap II и In-System Sourses and Probe Editor

System Debug_Lab2. Исследование широтно-импульсного модулятора  с помощью встроенного логического анализатора SignalTap II  и  In-System Sourses and Probe Editor.

Системные требования: САПР QuartusIIV9.0 и выше; лабораторный стенд DiLab с подключенной платой CycloneII.

Базовые знания: курс Схемотехника, знание раздела «Встраиваемый логический анализатор SignalTap II» описания средств системной отладки пакета Quartus II в файле System_debug.pdf папки System_debug.

Трудоемкость работы: 3 часа (1 час C1 и 2 часа на выполнение исследований в лаборатории).

            Цель работы:

• получение навыков анализа простейших процессов с использованием базовых функций встраиваемого логического анализатора SignalTap II и ISSPE -мегафункции приема и установки сигналов через JTAG в пакете Quartus II.
• Исследование работы варианта реализации широтно-импульсного модулятора с использованием средств системной отладки пакета Quartus II.

\

            В работе проводится исследование широтно-импульсного модулятора по схеме, представленной на рис.1. Исследование включает в себя моделирование средствами пакета  II и тестирование прототипа, реализованного на лабораторном стендеDiLab1.

Рис.1.

             Приведенное на рис.1 устройство состоит из исследуемого объекта ― широтно-импульсного модулятора (счетчик Counter_PWM, компаратор Compare_PWM и DFF ― триггер). Счетчик работает с тактовой частотой 25МГц.   Сигнал с выхода триггера подается на вывод, подключенный к LED8, а комбинаторный вывод для наблюдения при моделировании подключен к  виртуальному выходу (Virtual Pin). Данные на компаратор поступают с выхода мультиплексора Mux_Data, который в соответствии с управляющим сигналом Sel коммутирует на свой выход либо внешние данные D[] (сигналы на D[] подаются с переключателей SW[8..1]), либо внутреннюю шину данных DI[]. При отладке ШИМ на лабораторном стенде создание управляющего сигнала Sel и формирование кода на внутренней шине данных  DI[] обеспечивается с помощью мегафункции In -System Sourses and Probe Editor (ISSPE).  ISSPE также подключен для наблюдения сигналов на входах компаратора (Q[], D_Mux[]).

  Проект SignalTap_ISSPE с элементами этой схемы  рис.1 реализован в папке ../SystemDebug_Lab2.  Разводка выводов проекта выполнена.

Программа работы:

1. Открытие проекта и доработка схемы:

1.1.  на основе мегафункции LPM_Counter реализуйте счетчик Counter_PWM (направление счета определите в соответствии с заданием). Полученный символ разместите в указанном на схеме месте.

1.2.  на основе мегафункции LPM_Compare реализуйте компаратор  Compare_PWM. Полученный символ разместите в указанном на схеме месте.

1.3.  на основе мегафункции LPM_MUX реализуйте мультиплексор Mux_Data. Полученный символ разместите в указанном на схеме месте.

1.4.  на основе мегафункции in System Sourses and Probe Editor  реализуйте блок ISSPE (папка JTAG - accessible Extension) c требуемым количеством входов и выходов. Полученный символ разместите в указанном на схеме месте.

2.  Исследование работы ШИМ на имитационной модели.

2.1.  Выполните полную компиляцию устройства. Проанализируйте предупреждения компилятора;

2.2.  Откройте новый файл с расширением .vwf; интервал моделирования установите так, чтобы наблюдать несколько циклов счета счетчика Counter_PWM;