 |
5.3. Практикум по теме. Задания на работу
|
|
|
|
5. 3. Практикум по теме
Для практического освоения темы предполагается выполнить описание, моделирование и имплементацию автомата. При этом подготовительные этапы проектирования выполняются с использованием графических возможностей САПР фирмы Mentor Graphics – HDL Designer Series.
Задания на работу
Задания на работу требуют от обучаемых разработки автомата, выполняющих ту или иную обработку входной информации. Разрабатываемый автомат (avtomat) является ядром системы, приведенной на рис. 5. 10. В дальнейшем система будет имплементирована в ПЛИС отладочной платы. В состав системы входят: один или два регистра сдвига входной информации (Reg_Shift) и счетчик анализируемых тактов (Count). Для отображения выходной информации в привычном десятичном виде в состав системы включен модуль (Convert) для преобразования двоичного кода в код 7-ми сегментного индикатора (Hex Indicator). Входная информация с переключателей (Switchs) поступает на входной сдвигающий регистр (Reg_Shift). Для контроля вводимой информации к выходам регистра подключены светодиодные индикаторы (Input Leds).
Рис. 5. 10 Схема системы для отладки конечного автомата
Система работает под управлением тактовых сигналов (Clk) от осциллятора, установленного на отладочной плате. Кнопки платы обеспечивают управляемое пользователем формирование сигналов Rst и Start.
1. Для схемы со сдвигающим регистром (8 бит) разработать управляющий автомат, позволяющий определить номер первого разряда (со стороны младших), содержащего единицу.
2. Для схемы со сдвигающим регистром (8 бит) разработать управляющий автомат, позволяющий определить номер первого разряда (со стороны старших), содержащего ноль.
|
|
|
3. Для схемы со сдвигающим регистром (8 бит) разработать управляющий автомат, позволяющий определить место первой комбинации двух разрядов (со стороны младших), содержащих единицы.
4. Для схемы с двумя сдвигающими регистрами (каждый по 8 бит) разработать управляющий автомат, позволяющий определить номер первого разряда (со стороны младших), содержащего совпадающие цифры.
Рекомендуется придерживаться следующего порядка работы:
1. Разработать алгоритм управления автоматом заданной схемы (рис. 5. 9. ) и создать требуемый граф переходов;
2. Создать в системе HDL Designer Series новый проект и войти в графический редактор, задав имя машины состояний (автомата).
3. Перейти в редактор интерфейса, занести имена требуемых входных и выходных сигналов и их свойства, сохранить файл с именем автомата.
4. Вернувшись в редактор автомата, и используя его графические средства, рисовать граф схему переходов автомата.
5. Выбирая графические символы автомата, задать их конкретные имена и необходимые операции.
6. Задать состояние для сброса и возврата при запрещенных состояниях, определить условия тактирования автомата.
7. Выполнить компиляцию проекта и просмотреть полученный VHDL файл.
8. Проверить правильность переходов автомата средствами пакета HDL Designer.
9. Перейти в САПР Quartus II для последующей имплементации разрабатываемой системы в состав учебного стенда.
10. Включить в состав проекта VHDL файлы, описывающие автомат, требуемые схемы регистров, счетчиков и вспомогательные программы (преобразователь, схема устранения дребезгов контактов кнопок).
11. Разработать VHDL файл, описывающий схему верхнего уровня иерархии. При написании программы использовать имена, приведенные на рис. 5. 9.
12. Выполнить компиляцию файлов в порядке их вхождения в иерархию проекта.
13. Моделировать поведение автомата средствами САПР Quartus II.
14. Выполнить «распиновку» кристалла (подключив требуемые переключатели, кнопки и индикаторы), компилировать проект и загрузить конфигурационный файл в ИС учебного стенда.
|
|
|
15. Проверить правильность функционирования проекта.
Отчет по теме должен содержать:
- Таблицу функции переходов (при необходимости и выходов) и диаграмму состояний автомата.
- Иерархическую структуру проекта.
- Тексты программ с их разбиением на разделы и их наименованиями.
- Трассировку исполнения всех переходов с учетом возможных приоритетов и с учетом необходимости предварительной установки требуемых для тестирования состояний автоматов (с комментариями).
- Временные диаграммы результатов моделирования.
|
|
|
