Тема: Синтез дешифратора адреса
Цель работы: Получение навыков синтеза и моделирования заданных комбинационных схем в САПР Altera MAX+PLUS II. Задачи: Синтезировать комбинационную схему дешифратора адреса с заданными параметрами в САПР Altera Max+plus II в режиме графического редактора (Graphic Editor). Произвести исследование временных параметров полученной схемы (Simulator). Теоретические сведения: Дешифратор адреса (ДшА) - это комбинационная схема с М-входами и 1-выходом, формирующая на выходе ''1'' в том случае, когда число, подаваемое на его входы, попадает в указанный, при проектировании ДшА диапазон. Дешифратор адреса, например, используется в системах с Общей Шиной, когда все элементы системы одновременно к ней подключены. В таком случае, запрос попадает ко всем элементам сразу, но обрабатывается только тем, чей адрес совпал с адресом, содержащимся в запросе. Число входов М при этом зависит от количества адресуемых элементов, максимальное число которых равно 2М. Другой пример, это когда дешифратор адреса используется как один из функциональных блоков плат ввода-вывода. Выполнение работы: Выполнение практической работы можно разделить на следующие этапы: 1) На основе заданных параметров определяется фиксированная и переменная часть адреса. 2) Для фиксированной части адреса: строится булева функция. 3) Для переменной части адреса: · строится карта Карно; · по карте Карно рассчитывается булева функция. 4) Объединяются функции фиксированной и переменной частей адреса. 5) С использованием графического редактора пакета MAX+PLUS (Graphic Editor) по получившейся булевой функции строится схема. 6) Выполняется компилирование схемы (Compiler). 7) С помощью редактора WaveForm Editor задаются внешние воздействия, необходимые для проверки работоспособности схемы. В данном случае необходимо, чтобы на входы подавались все адреса, на которые должен реагировать ДшА, и несколько других адресов для проверки их отсечения схемой. 8) Запускается симулятор работы схемы (Simulator). 9) Измеряются временные задержки, возникающие при работе схемы. Измерение задержек можно проводить как вручную в WaveForm Editor, так и с помощью Timing Analyzer. Требования к защите работы: 1) Демонстрация схемы дешифратора и результатов моделирования на компьютере. 2) Отчет по практической работе (оформленный в соответствии с Приложением 4). 3) Правильные ответы на вопросы преподавателя по теме работы. Пример выполнения практической работы: Задание: Вариант №1. Необходимо синтезировать дешифратор 12-разрядного адреса с диапазоном адресов 0xF00 – 0xF0F, исключая адреса 0xF06 и 0xF0A. Выполнение работы: Синтезируем булеву функцию, описывающую работу дешифратора адреса (F). С целью снижения числа переменных для метода карт Карно определяем фиксированную и переменную часть заданного диапазона. Для нашего задания фиксированная часть - это 0xF0 (старшие 8 бит). Переменная часть: 0х0 – 0хF (младшие 4 бита). F(a0, a1, .. a11) = Z(a4, a5, .. a11) ANDY(a0, a1, .. a3) где функция Z дешифрирует из диапазона старшую часть адреса, а Y дешифрирует младшую часть адреса. Строим булеву функцию(Z) для фиксированной части адреса: Если записать таблицу истинности для функции Z , то мы получим таблицу размера 256 x 8. Функция будет выдавать истинное значение только при равенстве входных аргументов величине 0xF0 (или в двоичном виде: 11110000). Данному адресу соответствует булева функция . При подстановке адреса в функцию получаем: Строим булеву функцию(Y) для переменной части адреса: Запишем для нее таблицу истинности:
Строим для нее карту Карно для 4-х переменных ( ). По вертикали ( ) , по горизонтали ( ). Отмечаем клетки, попадающие в заданный диапазон символом (X), а клетки, в него не попадающие, символом (0)
По методу Карно осуществляем склейку следующих строк и столбцов: Столбец 00 (терм ), столбец 11 (терм ), Строки 00 и 01 (терм ), Строки 01 и 11 (терм ).Полученный результат: Осуществляем проверку: Возьмем три адреса 0х1, 0х6 , 0xA. 0x1: 0001 - 0x6: 0110 - 0xA: 1010 - Булева функция для переменной части адреса составлена правильно. Объединяем функции в одну: По полученной функции строим схему, заменяя логические функции, соответствующими элементами. Изображение схемы построенной в Altera Max+plus II приведено на рис.1-1. Исходный файл схемы (lab1.gdf).
Рис.1-1 Схема дешифратора в редакторе Graphic Editor (Altera Max+plus II) На рис.1-2 отображены результаты работы схемы и отклик дешифратора на входное воздействие. На вход по шине адреса A[11..0] подаются адреса в диапазоне 0xEFE – 0xF11. На выходе CS можно видеть отклик дешифратора на него. Исходный файл lab1.sсf
Рис.1-2 Входной сигнал и отклик дешифратора в Waveform Editor (Altera Max+plus II) С помощью средств Waveform Editor производим замер временных задержек на каждом переключении с указанием кода переключения (рис.1-3). Пример: T (0xF05 – 0xF06) = 6.0 нс. T (0xF06 – 0xF07) = 6.0 нс. …
Рис.1-3 Измерение задержек переключения в Waveform Editor (Altera Max+plus II)
Результаты измерения задержек переключения элементов с помощью Timing Analyzer показаны на рис.1-4. При использовании данного метода отпадает необходимость в ручном измерении задержек переключения, т.к. их все можно найти в сводной таблице задержек.
Рис.1-4 Timing Analyzer (Altera Max+plus II)
Вопросы к работе: 1. От чего зависит максимальная частота работы схемы и как она связана со временем задержки срабатывания? 2. Какая связь между таблицей истинности функции и картой Карно? 3. Какому закону булевой алгебры соответствует операция минимизации по методу карт Карно? 4. По умолчанию, Simulator осуществляет симулирование работы схемы в течение 1мк. Как изменить этот параметр? Практическое занятие № 2
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (998)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |