2. Функционнальная схема плис фирмы Altera
3. Cтруктурная схема макроячейки
Лабораторная работа № 1 Создание и исследование цифровых систем на основе плис фирмы Altera
1. Цель работы: Получение навыков работы с пакетом прикладных программ MAX+PLUS II при создании и исследовании цифровых систем на основе ПЛИС фирмы Altera.
Продолжительность работы – 4 часа.
2. Программа работы
2.1 Ознакомиться с пакетом прикладной программы Altera MAX+PLUS II. Произвести инсталляцию программного пакета на компьютер.
2.2 Получить у преподавателя вариант схемы, нарисовать схему на бумаге.
2.3 Создать проект и набрать схему на компьютере. Произвести компиляцию и устранить ошибки.
2.4 Запрограммировать микросхему ПЛИС, находящуюся в лабораторном стенде. Исследовать работу схемы на стенде.
3. Определение варианта и преобразование схемы
Для того чтобы определить свой номер варианта, нужно использовать номер зачетной книжки и текущий год. От номера зачетной книжки необходимо использовать только трехзначное число, состоящее из трех младших (правых) цифр номера зачетной книжки. От текущего года необходимо использовать только двухзначное число, состоящее из двух младших цифр номера года. При определении своего варианта нужно сложить трехзначное число номера зачетной книжки с двухзначным числом года, затем перевести полученный результат в двоичную систему исчисления. Если у полученного двоичного числа число значащих цифр оказалось больше 10, то надо отбросить левые (старшие) разряды, а если число значащих цифр меньше 10, то необходимо слева дописать нули таким образом, чтобы число значащих цифр было 10. Сформированное двоичное число – это и есть рассчитанный номер варианта.
Например, номер зачетной книжки 0802273, а текущий год 2010. Определяем номер варианта: 273 + 10 = 283. Переводим в двоичную систему исчисления:
28310 = 1000110112. Добавляем слева ноль, номер варианта: 0100011011.
Цифры необходимо пронумеровать справа налево, начиная с нулевого, (табл. 1):
Таблица 1
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
№ 9 |
№ 8 |
№ 7 |
№ 6 |
№ 5 |
№ 4 |
№ 3 |
№ 2 |
№ 1 |
№0 |
В отчете должен быть представлен перевод в двоичный код со всеми промежуточными вычислениями и вариант в виде табл. 1.
На рис. 1.1 приведена исходная схема.
Рис. 1.1. Исходная схема
Схему необходимо преобразовать в соответствии с номером варианта. Преобразование схемы производится следующим образом. Если цифра № 9 является нулем, то DD1 остается без изменения, а если единицей, то инвертор DD1 изменяется на повторитель, т.е. удаляется кружок, обозначающий инверсию. Если цифра № 8 – 0, то элемент DD2 остается без изменений, а если – 1, то удаляется инверсия. Точно также поступают с остальными элементами в следующем соответствии (табл.2):
Таблица 2
DD1 |
DD2 |
DD3 |
DD4 |
DD5 |
DD6 |
DD7 |
№ 9 |
№ 8 |
№ 7 |
№ 6 |
№ 5 |
№ 4 |
№ 3 |
Затем, если цифра № 2 = 0, элемент DD5 остается элементом И, а если № 2 = 1, то элемент DD5 заменяется на элемент ИЛИ, т.е. значок & заменяется на 1. Так же поступают с остальными элементами в следующем соответствии (табл.3):
Таблица 3
DD5 |
DD6 |
DD7 |
№ 2 |
№ 1 |
№ 0 |
.
Рис. 1.2.Преобразованная схема
После преобразования схемы нужно составить таблицу истинности, которая должна иметь следующий вид:
Таблица 4
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y5 |
y6 |
Q |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
В графах х1, х2, х3, х4 (табл. 4) необходимо перебрать все комбинации в соответствии с двоичной системой исчисления. Для четырех переменных число комбинаций должно быть 16. Графы y1–y6, Q необходимо заполнить в соответствии с логическими функциями микросхем.
В отчете по лабораторной работе обязательно должны быть приведены преобразованная схема и таблица истинности схемы.