8.3 Описание лабораторной установки
В лабораторной работе используются пакет Xilinx ISE 10.1 Project Navigator и плата Xilinx Spartan-3E Starter Kit.
Лабораторные работы выполняются на компьютерах типа IBM. Методическая литература расположена в:
\\10.13.20.100/library/education/Кулак/ПТЦА/Лабораторные работы
при доступе из сети ХНУРЕ через “Сетевое окружение” или
Сетевое окружение/.../APVT/qwers/library /education/ Кулак / ПТЦА / Лабораторные работы
при доступе из кафедры АПОТ (ВЦ, ауд. 320).
Инструкция по использованию программных средств находится в том же каталоге.
8.4 Порядок выполнения работы и методические указания по ее выполнение
8.4.1 Ознакомиться с литературой к лабораторной работе. Перед выполнением работы необходимо ответить на контрольные вопросы.
8.4.2 Каждый студент индивидуально выполняет предложенный вариант задачи.
8.4.3 Выполнить лабораторную работу в соответствии со следующими пунктами:
1) Нарисовать граф переходов автомата Мура согласно варианту задания с управляющими сигналами и осведомительными сигналами. Для выполнения данной лабораторной работы необходимо воспользоваться графом переходов состояний автомата Мура из расчетного задания по каноническому синтезу микропрограмных автоматов. К вершинам графа необходимо добавить управляющие сигналы, а к дугам – условия переходов.
2) Модифицировать согласно Вашему варианту VHDL-модель управляющего автомата в уже готовом проекте, прилагаемом к работе.
3) Промоделировать автомат (модуль FSM) в системе Active-HDL для верификации модели FSM. Затем в системе Active-HDL откомпилировать весь проект(4 файла) – Compile all.
8.4.4 Создать пустой проект в среде Project Navigator, в него добавить с помощью Project| Add copy of Sourse копию проекта (VHDL- файлы всего проекта) из каталога src.
8.4.5 Выполнить синтез проекта.
8.4.6 Выполнить имплементацию проекта, используя предложенный в методических указаниях UCF файл.
Можно попробовать написать свой UCF файл. Используйте для этого переключатели и кнопки, указанные в таблице 8.1 и на рис. 8.12 и 8.13 и светодиоды, указанные в таблице 8.2 и на рис. 8.14.
Таблица 8.1 – перечень используемых переключателей и кнопок для задания входных воздействий.
Переключатели |
SW3 |
SW2 |
SW1 |
SW0 |
|
FPGA Pin |
N17 |
H18 |
L14 |
L13 |
|
Кнопки |
BTN_WEST |
BTN_NORTH |
BTN_EAST |
BTN_SOUTH |
ROT_CENTER |
FPGA Pin |
D18 |
V4 |
H13 |
K17 |
V16 |
Таблица 8.2 – перечень используемых светодиодов для наблюдения выходных реакций.
Светодиоды |
LED7 |
LED6 |
LED5 |
LED4 |
FPGA Pin |
F9 |
E9 |
D11 |
C11 |
Светодиоды |
LED3 |
LED2 |
LED1 |
LED0 |
FPGA Pin |
F11 |
E11 |
E12 |
F12 |
Рисунок 8.12 – Кнопки для задания входных воздействий
Рисунок 8.13 – Переключатели входных воздействий
Рисунок 8.14 – Индикаторы выходных значений
Для того чтобы не нажатая кнопка соответствовала «0», а нажатая - «1», добавляется |IOSTANDARD = LVTTL | PULLDOWN после каждого назначения сигналу вывода микросхемы. UCF файла Например:
NET "a" LOC = "D18" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLDOWN ;
В листинге 8.5 приведен вариант UCF файла для рассматриваемого проекта.
Листинг8.5 – Вариант UCF файла для автомата Мура
NET "Clk" LOC = "C9";
NET "R" LOC = "N17";
NET "En" LOC = "H18";
NET "x1" LOC = "L14";
NET "x2" LOC = "L13";
NET "y1" LOC = "F12";
NET "y2" LOC = "E12";
NET "y3" LOC = "E11";
NET "y4" LOC = "F11";
При имплементации игнорируйте предупреждение системы:
WARNING:Route:455 - CLK Net:U1/COUNT_INT<16> may have excessive skew because...
8.4.7 Выполнить непосредственное программирование FPGA на плате Xilinx Spartan-3E Starter Kit и проверить правильность работы проекта.
Для этого выполняйте следующие шаги (рис. 8.15).
Шаг 1. Один раз в начале проверки установить переключатель R вверх (1), а затем вниз (0). Автомат перейдет в начальное состояние.
Шаг 2. Затем установите необходимые значения переключателей x1, x2.
Шаг 3. Затем установить переключатель En вверх (1) и посмотрите, в какое состояние перейдет автомат (по светодиодам, на которых отображаются управляющие сигналы). Установите переключатель En вниз (0). Переходите к шагу 2.
Рисунок 8.15 – Назначение сигналов на переключатели и светодиоды
8.4.8 Оформить отчет по выполненной лабораторной работе, используя шаблон.
8.5 Содержание отчета
Отчет оформляется каждым студентом индивидуально и должен содержать;
- титульный лист с номером и названием работы;
- цель работы;
- граф переходов автомата;
- структурную схему всего проекта;
- листинги VHDL-описаний частей проекта;
- листинг UCF файла;
- результаты автоматизированного синтеза проекта в виде графического отображения схемы;
- таблицу кодирования состояний автомата из САПР;
- выводы к работе.