Laboratorium przedmiotu Podstawy Techniki Cyfrowej
Ćwiczenie nr. 2: Przerzutniki, asynchroniczne automaty sekwencyjne
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z przerzutnikami asynchronicznymi, zasadą
działania i budową oraz zaprojektowanie i wykonanie prostego układu
sekwencyjnego.
Ćwiczenie laboratoryjne będzie wykonywane na platformie uruchomieniowej firmy
Xilinx opartej na matrycy FPGA typu Spartan XC3S700A.
Oprogramowaniem wykorzystywanym do wykonania ćwiczenia będzie środowisko
programistyczne firmy Xilinx Webpack wersja 10.1.
Synteza układu opisanego za pomocą schematu:
Utworzenie nowego projektu. File->New Project ...:
" Określenie nazwy projektu i lokacji na dysku;
" Określenie typu z
ródła:Top-level Source type jako HDL;
Określenie typu matrycy rodzaju syntezy i symulacji:
" Family: Spartan 3A;
" Device: XC3S700A;
" Package: FG484;
" Synthesis Tool: XST;
" Simulator: ISE Simulator (VHDL/Verilog);
" Preferred Language: Verilog;
Utworzenie projektu;
" Next -> Next-> Finish
Dodanie pliku typu State Diagram;
" Project -> New Source -> Schematic;
Edycja schematu;
" Należy wykonać kompletny schemat automatu zgodnie z podanym przez
prowadzącego wzorem.
Następne etapy realizacji projektu, takie jak tworzenie kodu wynikowego, symulacja,
przyporządkowanie sygnałów wejścia/wyjścia do matrycy, generacja pliku do
zaprogramowania matrycy FPGA, konfiguracja płyty uruchomieniowej należy
wykonywać tak jak na ćwiczeniu nr 1.
Realizacja ćwiczenia:
Przygotowanie do laboratorium:
" Umiejętność obsługi środowiska ISE firmy Xlilinx,
" Rodzaje, budowa, właściwości przerzutników,
" Praktyczna znajomość sposobów projektowania układów sekwencyjnych.
Przebieg ćwiczenia i sposób oceniania:
" Sprawdzenie wiedzy w zakresie budowy i zasady działania przerzutników,
sposobów projektowania układów sekwencyjnych (max. 1 pkt).
" Konfiguracja i podłączenie sprzętu,
" Wykonanie podanego przez prowadzącego odpowiedniego przerzutnika, jego
narysowanie, symulację i uruchomienie na matrycy FPGA (max 1 pkt)
" Wykonanie postawionego przez prowadzącego zadania dotyczącego
automatu sekwencyjnego (podobne jak na ćwiczeniach)
o Analiza postawionego zadania i stworzenie grafu automatu
sekwencyjnego a na tej podstawie jego schmatu (max 1 pkt)
o Wykonanie projektu i jego symulacja (max 1 pkt)
o Implementacja i testowanie projektu na matrycy FPGA (max 1 pkt);
Protokół powinien zawierać (jeden na każdą z sekcji):
" Tytuł i numer ćwiczenia, datę wykonania,
" Imiona i nazwiska osób wykonujących ćwiczenie,
" Numer grupy i sekcji,
" Dokumentację przebiegu ćwiczenia, co zostało wykonane, komentarze.
Literatura:
Dokumentacja do płyty uruchomieniowej Spartan-3A
http://www.xilinx.com/s3astarter
Spartan-3A/3AN FPGA Starter Kit Board User Guide
http://www.xilinx.com/support/documentation/boards_and_kits/ug334.pdf
ISE 10.1 Quick Start Tutorial
http://toolbox.xilinx.com/docsan/xilinx10/books/docs/qst/qst.pdf
ISE In-Depth Tutorial
http://direct.xilinx.com/direct/ise10_tutorials/ise10tut.pdf
Materiały z wykładów i ćwiczeń tablicowych
Opracowanie: Jacek Loska, Gliwice 2008