книги / Реализация цифровых автоматов в системе Quartus фирмы Altera

Определим задержку (рис. 3).

Рис. 3. Определение временной задержки схемы реализации функции трех переменных №132 на «гибкой» логике

Ставим первый маркер на фронт сигнала 011(3), а второй – на первую формируемую «1» на выходе. Получаем 10 наносекунд. Как ни странно, она получилась даже меньше, чем у схемы на «жесткой» логике. Видимо, это связано с тем, что и в «жесткой» схеме каждый элемент – это тоже ПЗУ! А как в реальной схеме делает компилятор, нам не ведомо… Но там в цепи от входа к выходу – два элемента, а здесь три…

2. Варианты заданий

Построить схему реализации заданной функции трех переменных на «гибкой» логике по вариантам (указаны в лабораторной работе №1). Варианты заданий: соответствуют номеру по списку группы.

71

Лабораторная работа №5 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОГО

АВТОМАТА-АКЦЕПТОРА (РАСПОЗНАВАТЕЛЯ) НА «ГИБКОЙ» ЛОГИКЕ

Задание: синтезировать автомат-распознаватель заданной последовательности двоичного двухразрядного сигнала на «гибкой» логике.

Пример. Пусть необходимо распознавать последовательность 013 двоичного двухразрядного сигнала. При ее получении сформировать выходной сигнал z1 «верно», при нарушении последовательности – сигнал z2 «неверно».

Воспользуемся таблицей переходов-выходов (ТПВ, табл. 3) из лабораторнойработы№2 иперенесем еевтабл. 1.

Таблица 1

Представим ее несколько иначе (табл. 2).

72

Это и будет почти таблица программирования ПЗУ. Здесь данные по семи адресам – три функции y(t+1)(d(t)), z1, z2. Только надо записать вместо «тильд» какие-нибудь конкретные значения, например нули (табл. 3).

Таким образом, y(t+1)(d(t)) – это дизъюнкция наборов 1, 4, 5, 7; z1 – это один набор 7; z2 – это дизъюнкция наборов 2, 4.

1. Выполнение эксперимента

Реализуем постоянное запоминающее устройство, как и ра-

нее, на основе дешифратора 74154 (megafunctions, others, maxplus2) и элементов ИЛИ. В качестве элемента памяти возьмем четырехразрядный регистр 74175.

73

У дешифратора «занулен» адресный вход D, так как у нас функции трех переменных, а также «занулены» инверсные управляющие входы G1N, G2N. Занулены и три оставшихся входа регистра. Получим рис. 1.

Рис. 1. Схема автомата-распознавателя на «гибкой» логике

Поскольку выходы дешифратора инверсные, то они инвертируются инверторами. Обращаем внимание на порядок переменных на адресных входах дешифратора: старшая – y, далее – a, младшая – b.

Обращаем внимание, что на схеме не должно быть одинаковых имен элементов и контактов! Иначе при компиляции будет зафиксирована ошибка.

После компиляции приступаем к временному моделированию (рис. 2).

Видим формирование 1 по z1. Сформируем неправильную последовательность 02 (рис. 3).

Сформируем неправильнуюпоследовательность010 (рис. 4).

74

Рис. 2. Проверка правильной последовательности 013

Рис. 3. Формирование z2 = 1

75

Рис. 4. Проверка последовательности 010

Все работает!

76

Лабораторная работа №6 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ МИКРОПРОГРАММНОГО

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ НА «ГИБКОЙ» ЛОГИКЕ ПО ЗАДАННОЙ ГСА

Задание: синтезировать микропрограммное устройство управления на «гибкой» логике по заданной графической схеме алгоритма.

Пример. Построим микропрограммное устройство управления на «гибкой» логике по заданной ГСА из лабораторной работы №3. Результат сведем в обобщенную таблицу перехо- дов-выходов (табл. 1).

77

Окончание табл. 2

Обращаем внимание, что в табл. 2 номера клеток расположены не по порядку!

Получим символическую форму функций: y2(t+1) = d2(t) = 4, 5, 6, 7, 12, 13, 14, 15;

y1(t+1) = d1(t) = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 14, 15; z1 = 0, 1, 2, 3;

z2 = 4, 5, 6, 7, 14, 15; z3 = 12, 14;

z4 = 8, 9;

z5 = 10, 11.

Запишем массив шестнадцатеричных чисел – таблицу программирования ПЗУ (это строки данных табл. 2): 30Н, 30Н, 30Н,

30Н, 68Н, 68Н, 68Н, 68Н, 02Н, 02Н, 01Н, 01Н, 44Н, 68Н, 44Н, 68Н.

Схема имеет вид (рис. 1).

Рис. 1. Микропрограммное устройство управления на «гибкой» логике – на основе ПЗУ

78

1. Выполнение эксперимента

Сформируем НЕХ массив. Для этого используем некоторую программу PLA16, в которой имеется таблица TABL, в нее и записываем нашу таблицу.

Открываем папку «Ассемблер 51» (рис. 2).

Рис. 2. Выбор рабочей папки

Открываем готовый (созданный ранее) файл PLA16.ASM и изменяем в нем таблицу. На саму программу не обращаем внимания.

TABL:

P1 EQU 90H

P2 EQU 0A0H

79