 |
6.5. Практикум по теме. 6.4. Контрольные вопросы. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. I. Описание системы моделирования. 1. Краткое знакомство с системой меню
|
|
|
|
6. 5. Практикум по теме
В отличие от предыдущих работ практикум по данной теме максимально приближен к реальной ситуации, когда разработчик выполняет проектирование от самых ранних этапов до последних. Значительное внимание уделяется этапам предшествующим созданию текстовых описаний фрагментов будущей системы. В завершающей части практикума по теме обучающийся проектирует операционное устройство с использованием всего опыта, полученного при изучении предыдущих тем. Им, в соответствии с индивидуальным заданием, реализуется требуемое устройство на базе ПЛИС. Подобный подход широко распространен в современной технологии проектирования операционных устройств с различной окончательной технологической реализацией.
Примерный перечень заданий практики по разделу
Реализовать устройство, выполняющее следующую задачу:
1. Сумматор с плавающей запятой.
2. Умножитель целых чисел последовательного типа по алгоритму Бута (анализ двух смежных разрядов множителя в каждом цикле).
3. Умножитель целых чисел последовательного типа со сдвигом множителя и произведения влево.
4. Параллельно-последовательный умножитель 8´ 8 на основе параллельного умножителя размерностью 4´ 4.
5. Устройство деления целых чисел.
6. Блок нормализации чисел с плавающей запятой.
7. FIFO – буфер.
8. Стековое запоминающее устройство.
Вариант задания, структурная организация системы и способы описания фрагментов (пользовательские или библиотечные компоненты) согласуются с преподавателем. Обучающимся предоставляется файл compon. vhd, содержащий поведенческое описание типовых дискретных узлов, используемых в качестве структурных компонентов в проектах этого раздела.
|
|
|
Рекомендуется придерживаться следующего порядка работы:
1. Разработать интерфейс системы, соответствующий заданию, согласовав его с заказчиком (преподавателем).
2. Подготовить на языке VHDL функциональное описание проектируемой системы и тестовые примеры, содержащие разработанную систему как компонент.
3. Создать в системе QuestaSIM новый проект, включив в него проект, созданный в предыдущем пункте, и протестировать его.
4. Подготовить схему алгоритма и регистровую структуру системы по аналогии с рис. 6. 2 и 6. 3 в соответствии с индивидуальным заданием.
5. С помощью САПР HDL Designer создать VHDL файлописания автомата.
6. Разработать VHDL описание системы. При создании файла верхнего уровня иерархии обращайте внимание на соответствие деклараций прототипов их образу в файле compon. vhd.
7. При необходимости модернизируйте файлы из файла compon. vhd в соответствии с требованиями регистровой структуры системы.
8. Создать и тестировать систему в QuestaSIM, включив в него разработанные файлы и модернизированный тестовый файл из пункта 2.
9. Если имеются ошибки, то повторять предыдущие пункты до правильной работы.
10. Открыть новый проект в САПР Quartus II и загрузить в него полученные VHDL- файлы.
11. Компилировать проект, в редакторе временных диаграмм создать необходимые тестирующие последовательности.
12. Оценить аппаратные затраты и получаемые временные характеристики.
13. Модифицировать проект, заменяя заданный компонент соответствующим библиотечным элементом.
14. Повторить с модифицированным проектом пункты, начиная с 10 пункта.
15. Имплементировать проект в учебный стенд и убедиться в правильности функционирования проекта.
Содержание отчета по теме:
Схема алгоритма, регистровая структура, диаграмма состояний управляющего автомата, тексты программ с комментариями и временные диаграммы моделирования.
|
|
|
6. 4. Контрольные вопросы
1. Каков типовой порядок проектирования операционных устройств?
2. Чем характеризуется функциональное описание систем?
3. В каких случаях желательно использование библиотечных компонентов имплементирующей САПР?
4. Определите составляющие декларации параметров настройки компонентов. Какой смысл имеют элементы этого высказывания?
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
I. Описание системы моделирования
Введение
Пакет фирмы Mentor Graphics QuestaSim современный пакет, являющийся общепризнанным лидером среди систем моделирования и верификации цифровых проектов, написанных на языках описания аппаратуры.
Среди важнейших свойств пакета отметим следующие:
- поддержка языка SystemVerilog
- определение степени покрытия тестами исходного проекта;
- улучшенные средства навигации иерархических проектов
1. Краткое знакомство с системой меню
При работе в системе могут по запросам пользователя могут открываться различные окна. Сначала определим окна, используемые на начальных этапах ввода информации о проекте
1. 1. Главное меню определяет выполняемое действие в наиболее общей форме и содержит следующие пункты:
File – Создание, открытие, сохранение и закрытие отдельных файлов и целых проектов;
Еdit – Исполнение общепринятых операций поиска, копирования и вставки. Отметим, однако, что эти операции касаются только информации, находящейся в командном окне и окне проекта;
View – кроме традиционных для Windows функций управления видом панелей, важное применения этого пункта – открытие окон для отображения результатов моделирования (см. п. 6);
Compile – управляет компиляцией;
Simulate – управление моделированием
Add – добавление объектов во временную диаграмму;
Project – работа с файлами проекта (добавление в проект, выполнение), установка проектных;
Tools – создание и инициализации типовых последовательностей проектных процедур;
|
|
|
