Логин: 
Пароль: 
 
Одним из основных направлений деятельности НИИ Центр АИН является выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, осуществляемых в инициативном порядке либо по заказу. В данном разделе представлены наиболее интересные проекты, уже реализованные либо находящиеся на стадии реализации.

Средства обучения:

ГИС:
Системы автоматизированного управления и контроля:
Мобильные приложения:
Архив проектов

Подробнее

Проектирование цифровых систем с использованием ПЛИС фирмы Altera и САПР Max+PlusII



Практикум предназначен для изучения программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Altera и практического освоения методов и средств проектирования цифровых систем на их основе.

Практикум построен по принципу "делай как я" и позволяет быстро передать практические навыки разработки систем на основе ПЛИС.

Практикум включает аппаратные средства в виде макетов типа LabKit, программные средства в виде интегрированной системы Max+PlusII, методическое обеспечение в виде сборника лабораторных работ.

Количество рабочих мест определяется по согласованию с Заказчиком. Особенностью является освоение профессиональной версии программного обеспечения, поэтому после учебного курса слушатели сразу способны использовать полученные знания и инструментальное ПО для проектирования целевых устройств.

Главным звеном практикума является методическое обеспечение в виде сборника лабораторных работ. Сборник состоит из введения, в котором описана архитектура рассматриваемого семейства БИС и методика проектирования, описания лабораторных работ и приложений, в которых приведены технические характеристики платы и элементной базы. Перечень лабораторных работ практикума имеет следующий вид:



  • Работа 1. Графический ввод схемы устройства и функциональная симуляция с использованием САПР MAX+plusII


  • Работа 2. Ввод описания схемы на языке AHDL, использование монитора иерархии проекта САПР MAX+plusII


  • Работа 3. Разработка комбинационных схем, программирование ПЛИС и анализ размещения схемы на кристалле


  • Работа 4. Разработка последовательностных схем, временной анализ в системе MAX+plusII


  • Работа 5. Построение конечных автоматов (на примере АЛУ RISC-микроконтроллера)


Работа 1. "Графический ввод схемы устройства и функциональная симуляция с использованием САПР MAX+plusII". В работе изучается графический редактор и осуществляется ввод в систему MAX+plusII принципиальной схемы комбинационного устройства, описанного булевым уравнением. После этого выполняется трансляция проекта, с помощью редактора логико-временных диаграмм формируется последовательность входных тестовых векторов и осуществляется симуляция (логическое моделирование). В результате система MAX+plusII формирует диаграмму состояний для выходов устройства, анализируя которую совместно с таблицей истинности можно сделать заключение о правильности функционирования разработанного устройства.

Работа 2. "Описание схемы на языке AHDL, использование монитора иерархии проекта САПР MAX+plusII". В этой работе изучается процесс описания цифрового устройства на языке AHDL и создание иерархического проекта. С помощью редактора Text Editor создается текстовый файл описания схемы мультиплексера на языке AHDL. Для ускорения процесса используются шаблоны конструкций языка, заложенные в систему MAX+plusII. Алгоритм программы реализуется с помощью оператора IF_THEN_ELSE. На основе текстового файла создается символьный файл, который с помощью редактора Graphic Editor включается в иерархический проект вместе с устройством, созданным в первой работе. Для анализа иерархического проекта используется монитор Hierarchy Display. После этого выполняется трансляция проекта, формирование тестовых векторов и симуляция в последовательности, аналогичной предыдущей работе.

Работа 3. "Разработка комбинационных схем, программирование ПЛИС и анализ размещения схемы на кристалле". Работа посвящена проектированию комбинационных схем с использованием платы LabKit-8000, а также анализу и редактированию размещения схемы устройства на кристалле ПЛИС с помощью редактора конфигурации FloorPlan Editor системы MAX+plusII. Рассматривается функционирование схемы дешифратора для семисегментного индикатора и пример его описания на языке AHDL в виде таблицы. Перед трансляцией определяется тип микросхемы ПЛИС для реализации проекта и функции ее выводов. После трансляции с помощью приложения Programmer осуществляется загрузка кода программы через ByteBlaster в ПЛИС на плате лабораторного макета LabKit8000. Проверка работы дешифратора осуществляется вводом кода входных сигналов с переключателей и наблюдением знаков на семисегментном индикаторе. Для анализа размещения схемы устройства на кристалле используется редактор конфигурации FloorPlan Editor. С его помощью выполняется коррекция размещения выводов, после повторной трансляции работа дешифратора вновь проверяется с использованием платы LabKit-8000.

Работа 4. "Разработка последовательностных схем, временной анализ в системе MAX+plusII". В работе практически осваивается проектирование последовательностных схем на примере программируемого счетчика/таймера - типового узла современных микроконтроллеров. Особое внимание уделяется выполнению анализа временных характеристик разработанной схемы с помощью приложения Timing Analyzer, который производится после процедуры размещения и трассировки схемы на кристалле ПЛИС. При этом исследуется влияние размещения элементов и выводов на кристалле на быстродействие проектируемого последовательностного устройства.

Работа 5. "Построение конечных автоматов (на примере арифметико-логического устройства RISC-микроконтроллера)". В завершающей работе практикума, проектирование сложных конечных автоматов изучается на примере регистрового АЛУ-ядра микропроцессорных и микроконтроллерных устройств. В процессе выполнения работы проектируется схема АЛУ, реализующего набор основных арифметических и логических операций, проверяется правильность их выполнения.

При выполнении практикума особое внимание уделяется самостоятельной работе. Следует отметить, что система MAX+plusII предоставляет пользователям широкие возможности ее освоения с помощью опции Help (для ее использования требуется, естественно, знание английского языка). Методика проведения работ предполагает сначала выполнение обязательного задания, реализация которого подробно описана в разработанном учебном пособии. Затем самостоятельно выполняется разработка индивидуального проекта. Для каждой работы предлагается набор, содержащий 10-20 заданий на проектирование типовых цифровых узлов и блоков: дешифраторов, компараторов, сумматоров, умножителей, регистров, счетчиков, генераторов кодов и других комбинационных и последовательностных схем. В устройствах, проектируемых по этим заданиям, используются размещенные на макете средства ввода и вывода данных: переключатели, кнопки, светодиоды, индикаторы, генератор импульсов, пьезоизлучатель. Таким образом обеспечивается наглядность результатов при функционировании разработанной схемы.

Данный практикум может быть использован как при обучении студентов соответствующих специальностей, так и для повышения квалификации специалистов промышленности.

Изучение ПЛИС фирмы Altera и САПР Max+PlusII" осуществляется на основе монографии, написанной авторами практикума: В.Б.Бродин, А.В.Калинин "Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики", Москва, ЭКОМ, 2002г.

Связь с нами Проектирование цифровых систем с использованием ПЛИС фирмы Altera и САПР Max+PlusII

2005-2017 © ЗАО "НИИ Центр АИН"