Устройство статической индекации на ПЛИС (интегральная схема)

Название работы: Устройство статической индекации на ПЛИС (интегральная схема)

Скачать демоверсию

Тип работы:

Курсовая практика

Предмет:

Радиоэлектроника

Страниц:

33 стр.

Год сдачи:

2010 г.

Содержание:

Введение 3

1. Основные положения и допущения при разработке устройства формирования сигналов для отображения чисел на семисегментных индикаторах 5

2. Структурная схема устройства формирования 5

3. Разработка и моделирование блоков структурной схемы 7

3.1. Регистры 7

3.2. Формирователи сигналов 8

3.3. Схема гашения индикатора 10

3.4. Общий вид схемы и тестирование 11

4. Работа схемы и ее подключение 14

5. Разработка проекта на языке VHDL и его тестирование 16

6. Альтернативная реализация проекта и особенности подключения микросхемы MAX3000. 18

Список использованных источников 23

Приложение 1. Текст проекта устройства формирования сигнала для семисегментного индикатора на VHDL. 24

Приложение 2. Диаграммы теста VHDL-проекта. 27

Приложение 3. Отчет компилятора из пакета «Quartus» о компиляции VHDL-проекта. 27

Приложение 4. Изменения в проекте для реализации встроенной схемы распознавания адреса. 31

Выдержка:

Введение:

Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) в настоящее время получили широкое распространение, как основа для создания сложных, но в то же время компактных устройств. Также популярно использование ПЛИС при реализации сложных алгоритмов с повышенными требованиями к скорости исполнения, в таких случаях проще и дешевле их аппаратная реализация на ПЛИС, чем программная с помощью ЭВМ.

Современный уровень развития средств разработки устройств на ПЛИС позволяет максимально приблизить процесс разработки к процессу программирования алгоритмов на языках программирования, при этом языки проектирования (такие, как VHDL, Verilog, SystemC) развиты настолько, что с их помощью можно создавать и полноценное программное обеспечение для ЭВМ.

Достоинством ПЛИС, как базы для разработки логической схемы, является компактность размеров при большой сложности схемотехники, а главным достоинством ПЛИС при ее сравнении с микропроцессорными устройствами является высокое быстродействие исполнения реализованных алгоритмов.

К недостаткам ПЛИС можно отнести сравнительно высокое энергопотребление (по отношению к возможностям схем на дискретных элементах) и, по отношению к микропроцессорным системам, ограниченную сложность реализуемых алгоритмов, обусловленную конечным числом логических вентилей, которое на несколько порядков меньше используемых сейчас в вычислительных машинах объемов оперативной памяти, хранящей программу.

Тем не менее, ПЛИС является перспективным направлением, позволяющим разработчикам реализовать свои собственные топологии микросхем для своих нужд и создавать компактные и в то же время высокосложные устройства.

В данной работе приведен пример разработки логической схемы и ее реализации на ПЛИС. Проект для ПЛИС составлен с использованием языка VHDL.

Глава 3:

Каждому блоку в логической модели соответствует своя сущность (entity) в проекте VHDL, зачастую имена, использованные в проекте повторяют имета, использовавшиеся при моделировании. DTR соответствует D-триггеру, REG обозначает регистр, CONV — формирователь сигнала для одного шестрадцатеричного разряда, SWITCH — выключатель (цепь гашения) индикатора для одного шестрадцатеричного разряда. Также сохранены имена сигналов, за исключением «шинных», т. е. многоразрядных сигналов, в которых цифра в конце имени перешла в индекс массива по причине удобства работы с массивами в VHDL.

Для тестирования файла использовалась программа GHDL. Она не имеет графического интерфейса и работа с ней происходит в текстовом режиме операционной системы Linux. Помимо основного файла с проектом подготавливается файл с сигналами. Исходные данные в графическом виде и результаты тестирования можно увидеть в Приложении 2. Исходные данные составлялись таким образом, чтобы каждый индикатор смог отобразить все возможные символы и проверился сигнал гашения индикатора. Обозначения сигналов на диаграммах изменены на обозначения идентичные проекту в CoDeSys.

Также тестирование проводилось с помощью пакета программ «QuartusII», выпускающегося компанией «Altera», производителем ПЛИС серии MAX, в данном пакете произведен выбор микросхемы и распределение выводов микросхемы для входных и выходных сигналов. Цоколевка ПЛИС, запрограммированной для данной задачи показана на рисунке 10. Цоколевка выбрана из соображений удобства подключения системной шины и индикаторов (группы выводов разнесены по сторонам корпуса ПЛИС и выводы расположены по порядку). Микросхема выбрана исходя из требований минимальной стоимости при минимально необходимом количестве выводов и достаточном количестве логических элементов в корпусе. Таким требованиям соответствует MAX EPM3064ATI100-10. Так как специальные требования по быстродействию к устройству не предъявляются, взята микросхема с минимальным быстродействием.

В приложении 3 представлен файл отчета компиляции проекта. Особых требований по быстродействию к данному устройству не предъявляется.

Похожие работы на данную тему