Учебно-методический комплекс по дисциплине "Проектирование средств РЭБ на ПЛИС"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНСТВО  ПО  ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ РАДИОТЕХНИКИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Кафедра радиотехнических систем

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ДС.05  ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ РЭБ на ПЛИС

ЛАБОРАТОРНЫЕ  РАБОТЫ

для направления подготовки дипломированных специалистов

654200 – РАДИОТЕХНИКА

Специальность 201700 – Средства радиоэлектронной борьбы

Очная форма обучения

Рязань 2008

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №  1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  КОМБИНАЦИОННЫХ  УСТРОЙСТВ

Цель работы: приобретение навыков работы  с САПР MAX + PLUS II BASELINE; создание проекта комбинационного устройства.

Программа работы

1.  Откройте САПР MAX + PLUS II.

2.  Откройте файл текстового проекта 7segment.tdf преобразователя двоичного кода в семисегментный, сохраните его в папке 7segment вашего рабочего каталога и присоедините его к САПР.

3.  Установите заданную ПЛИС семейства FLEX 10K и выполните компиляцию проекта в стандартном режиме Normal.

4.  Создайте Include и Symbol файлы и скопируйте их вместе с файлом проекта 7segment.tdf в папку Lib для использования в лабораторной работе 4.

5.  Проведите исследование преобразователя двоичного кода в семисегментный:

·  запустите временной анализатор и запишите матрицу задержек;

·  составьте тест для полной функциональной проверки преобразователя. Масштаб времени выберите, согласуясь с результатам временного анализа таким, чтобы легко определялось, какому набору входных сигналов соответствуют выходные сигналы преобразователя. Выполните временное моделирование. Обратите внимание, синхронно ли изменяются все выходные сигналы преобразователя и есть ли признаки гонок.

·  пользуясь редактором разводки или данными из файла отчета (Repot File) определите используемый ресурс ПЛИС: число задействованных логических ячеек (макроячеек) и выводов;

·  запишите логические выражения, синтезированные компилятором (раздел Equations в Repot File), объясните их.

6.  Повторите действия по п.5, выполнив компиляцию в стандартном режиме Fast, и проведите исследования по программе п.2 при использовании той же ПЛИС.

7.  Реализуйте преобразователя двоичного кода в семисегментный на ПЛИС семейства MAX 7000. Установите заданную ПЛИС семейства MAX 7000 и выполните компиляцию проекта в стандартном режиме Fast

8.  Сравните результаты реализации счетчика при различных режимах компиляции, типах СБИС ПЛ.

Список рекомендуемой литературы

1.  Антонов А.П., Мелехин В.Ф., Филиппов А.С. Обзор элементной базы фирмы ALTERA. -СПб., :ЭФО, 1997. Серия "Проектирование цифровых устройств на  СБИС программируемой логики"   (с.7 – 49, 84 - 86)

2.  Комолов Д.А., Мяльк Р.А., Зобенко А.А., Филиппов А.С. Системы автоматизированного проектирования фирмы Altera MAX+plus II и Quartus II. Краткое описание и самоучитель. –М., ИП РадиоСофт, 2002 г.  (с.19 – 188).

3.  Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств Altera AHDL. :Практический курс. -М., :Радио Софт, 2001 г.  (с.8 – 148, с.194 - 200)

4.  Стешенко В.Б. Плис фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов -М., :ДОДЭКА, 2000.

5.  Ашихмин А.С. Цифровая схемотехника. Современный подход. –М., :ТехБук, 2007. –288с. (с.230 - 283)

Контрольные вопросы

1.  Основные классы электронных приборов, предназначенных для разработки цифровых устройств. Особенности различных классов.

2.  Особенности архитектур ПЛИС (CPLD, FPGA, SOPC).

3.  Архитектура макроячейки FPGA на примере FLEX 10K.

4.  Архитектура макроячейки CPLD на примере MAX7000.

5.  Последовательность этапов разработки проекта цифрового устройства.

6.  Каково содержание текстового проекта минимальной конфигурации?

7.  Объясните назначение и содержание секции SUBDESIGN.

8.  Объясните назначение и содержание логической секции.

9.  Объясните назначение и содержание секции VARIABLE.

10.  Каким образом определить быстродействие проекта?

11.  Как определить используемые ресурсы ПЛИС?

12.  В чем различие временного и функционального моделирования проекта ?

13.  Создание библиотеки собственных модулей и подключение ее к проекту. Создание файлов *.inc и *.sym для использования в иерархических проектах.

14.  Компиляция проекта. Установка глобального стиля синтеза проекта и типа ПЛИС. Особенности стилей синтеза Fast, Normalи Wysiwyg.

15.  Сообщения об ошибках компиляции и их устранение. Назначение оператора Assert Statement. 

16.  Логическое и временное моделирование проекта. Анализ временных параметров проекта.

17.  Назначение и особенности применения логических операторов: таблицы истинности (Truth Table Statement), условнного (If Then Statement), выбора (Case Statement), цикла (For Generate Statement),

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №  2

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  РЕГИСТРОВ  И  СЧЕТЧИКОВ

Цель работы: изучение функционирования, способов описания на языке AHDL регистров и счетчиков. Создание параматризированных проектов.

Программа работы

1.  Разработать текстовый проект параметризированного универсального синхронного счетчика u_count. В качестве параметра использовать модуль счета. Модуль счета по умолчанию установить равным 8. Счетчик должен иметь (рис.1):

·  Входы синхронной параллельной загрузки – data[(w-1)..0];

·  Вход асинхронного сброса в 0 – reset (H-активный);

·  Вход асинхронной установки в 1 – setn (L-активный);

·  Вход динамический синхронизации по фронту – clock;

·  Вход разрешения синхроимпульсов – clock_en (H-активный);

·  Выходы разрядов счетчика – out[(w-1)..0];

·  Входы управления режимом работы счетчика – control[1..0];

№	control[]	Режим работы
0 1 2 3	0 0 0 1 1 0 1 1	Хранение Сложение Вычитание Параллельная загрузки

2.  Установите заданную ПЛИС семейства FLEX 10K и выполните компиляцию проекта в стандартном режиме Normal.

3.  Создайте Include и Symbol файлы и скопируйте их вместе с файлом проекта u_count.tdf в папку Lib для использования в лабораторной работе 4.

4.  Проведите исследование универсального счетчика: