Διδάσκoντες: Δρ. Γιώργος Ζάγγουλος και Δρ. Παναγιώτα Μ. Δημοσθένους. Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Σχετικά έγγραφα
Διδάσκoντες: Γιώργος Ζάγγουλος και Λάζαρος Ζαχαρία. Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Σχεδιασμός Συνδυαστικού κυκλώματος και υλοποίηση στο Quartus και στο Logisim. Υλοποίηση κυκλώματος μόνο με πύλες Nand 2 εισόδων.

Σχεδιασμός Συνδυαστικού κυκλώματος και υλοποίηση στο Quartus (a) με πύλες: and, or, xor και not (b) μόνο με πύλες nand2 και (c) με Vhdl (dataflow)

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

Σχεδιασμός Αποκωδικοποιητή και υλοποίηση του στο Logisim και στο Quartus. Εισαγωγή στο Logisim

Εισαγωγή στη VHDL Υλοποίηση στο Quartus

Υλοποίηση Πλήρη Αθροιστή με χρήση: Α) Ψηφιακών Πυλών Β) Αποκωδικοποιητή (74138)και Γ) Πολυπλέκτη(74153)

Behavioral & Mixed VHDL Architectures Finite State Machines in VHDL

Οικουμενικές Πύλες (ΝΑΝD NOR), Πύλη αποκλειστικού Η (XOR) και Χρήση KarnaughMaps

Εισαγωγή στο Εργαστήριο Υλικού

Behavioral & Mixed VHDL Architectures Finite State Machines in VHDL

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστηµάτων

Στοιχεία Μνήμης, JKκαιD (Flip-Flops) Μετρητής Ριπής (Ripple Counter)

Καταχωρητές, Μετρητές και Ακολουθιακά Κυκλώματα

Καταχωρητές,Σύγχρονοι Μετρητές και ΑκολουθιακάΚυκλώματα

Εργαστήριο Ψηφιακών Συστηµάτων ΗΜΥ211

Συστηµάτων ΗΜΥ211. Στόχοι Εργαστηρίου. Πανεπιστήμιο Κύπρου. Πανεπιστήμιο Κύπρου. Εργαστήριο Ψηφιακών Συστηµάτων ΗΜΥ211 Χειµερινό 2013

Πτυχιακή Εργασία Σχεδίαση κυκλωμάτων επικοινωνίας με απλές οθόνες, με τη γλώσσα VHDL και υλοποίηση στις αναπτυξιακές πλακέτες LP-2900 και DE2.

9. OIΚΟΥΜΕΝΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΙΣΟ ΩΝ

ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ: 1. Αναγνωρίζει απλούς κωδικοποιητές - αποκωδικοποιητές.

Εισαγωγή στις πύλες NAND, NOR και XOR Σχεδιασμός Ελεγκτή Λαμπτήρων με πολλαπλούς διακόπτες και Ανιχνευτή Πρώτων Αριθμών

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

Γ2.1 Στοιχεία Αρχιτεκτονικής. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης

Εργαστηριακή Άσκηση 4: Ιεραρχική σχεδίαση και προσχεδιασμένοι πυρήνες

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

ΑΣΚΗΣΗ 3 ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΑ ΛΟΓΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ: ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ

Εργαστήριο Ψηφιακών Συστηµάτων ΗΜΥ211

Συνδυαστικά Λογικά Κυκλώματα

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

Ελίνα Μακρή

Ψηφιακή Λογική και Σχεδίαση

Ελίνα Μακρή

4.1 Θεωρητική εισαγωγή

Κανόνες του Εργαστηρίου Ψηφιακών Συστημάτων Βαθμολογία του Εργαστηρίου Υλικά και εξοπλισμός που θα χρησιμοποιηθούν σωστός τρόπος χειρισμού τους και

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 1: Εισαγωγή

Συνδυαστικά Κυκλώματα

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

ΑΣΚΗΣΗ 7 ΚΩΔΙΚΕΣ Η ΟΘΟΝΗ 7 ΤΜΗΜΑΤΩΝ - ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗTΕΣ ( ENCODERS )

Συμβόλαιο Μαθήματος. Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213. Χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή. Αναμενόμενα Αποτελέσματα Μαθήματος

Εισαγωγή στη Γλώσσα VHDL

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI II

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

K24 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά 4: Σχεδίαση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων

ΣΧΟΛΗ ΑΣΠΑΙΤΕ ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ & ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

ΗΜΥ-210: Λογικός Σχεδιασμός Εαρινό Εξάμηνο Κυκλώματα CMOS. Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

Κεφάλαιο 9. Ψηφιακά κυκλώματα - Άλγεβρα Boole

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

Ψηφιακά Συστήματα. 6. Σχεδίαση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

w x y Υλοποίηση της F(w,x,y,z) με πολυπλέκτη 8-σε-1

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

ΜΕΡΟΣ 1 ο : Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα

ΑΣΚΗΣΗ 1η ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ QUARTUS II ΤΗΣ ALTERA

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

100 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΤΙΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

"My Binary Logic" Ένας προσομοιωτής λογικών πυλών στο Scratch

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

6. Σχεδίαση Κυκλωμάτων Λογικής Κόμβων (ΚΑΙ), (Η)

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Κεφάλαιο 3

ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Ι ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2010

Λογική Σχεδίαση Ι - Εξεταστική Φεβρουαρίου 2013 Διάρκεια εξέτασης : 160 Ονοματεπώνυμο : Α. Μ. Έτος σπουδών:

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

i Το τρανζίστορ αυτό είναι τύπου NMOS. Υπάρχει και το συμπληρωματικό PMOS. ; Τι συμβαίνει στο τρανζίστορ PMOS; Το τρανζίστορ MOS(FET)

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

3. Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole

9 ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής Κεντρικής Μακεδονίας. "My Binary Logic" Ένας προσομοιωτής λογικών πυλών στο Scratch

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

ΑΣΚΗΣΗ 2η ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΤΗ ΟΘΟΝΗΣ 7 ΤΜΗΜΑΤΩΝ

ΗΜΥ203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

Εισαγωγή στην πληροφορική

Κατ οίκον Εργασία ΚE5

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

6.1 Θεωρητική εισαγωγή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Η/Υ και Μικροεπεξεργαστών Εαρινό εξάμηνο Διδάσκων: Γιώργος Ζάγγουλος

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα

ΑΣΠΑΙΤΕ Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων & Μικροϋπολογιστών Εργαστηριακές Ασκήσεις για το μάθημα «Λογική Σχεδίαση» ΑΣΚΗΣΗ 3 ΠΙΝΑΚΕΣ KARNAUGH

ΑΣΚΗΣΗ 4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΛΟΓΙΚΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων. Διδάσκοντες

Ψηφιακά Συστήματα. 3. Λογικές Πράξεις & Λογικές Πύλες

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ OR, NOR, XOR

Transcript:

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Σχεδιασμός Συνδυαστικού κυκλώματος και υλοποίηση στο Quartusμε bdfκαι vhdlαρχεία. Σύγκριση των χρονικών καθυστερήσεωνπου προκύπτουν από τους 2 σχεδιασμούς. Διδάσκoντες: Δρ. Γιώργος Ζάγγουλος και Δρ. Παναγιώτα Μ. Δημοσθένους Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Ατζέντα 1. Στόχοι 5 ου Εργαστηρίου 2. Παρουσίαση 2 ης Εργαστηριακής άσκησης 3. Μαθησιακά Αποτελέσματα 4. Σημαντικές Ημερομηνίες για το ΗΜΥ211 Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 2

Στόχοι 5 ου Εργαστηρίου Με την ολοκλήρωση αυτού του εργαστηρίου, θα πρέπει ναείστεσεθέσηνα: 1. Επεξεργάζεστε τις πληροφορίες που δίνονται σε κάποιο πρόβλημα και να προχωρείτε στη λύση του, αφού πρώτα εξετάσετε το ενδεχόμενο απλοποίησης με χρήση Karnaugh maps ή άλλης μεθόδου που διδαχτήκατε στο ΗΜΥ210. 2. Σχεδιάζετε συνδυαστικά κυκλώματα χρησιμοποιώντας VHDL και να προσομοιώνετε τον σχεδιασμό σας στο Quartus II αλλά και να τον εξομοιώνετε στην πλακέτα της Altera. 3. Μετράτε τις χρονικές καθυστερήσεις που προκύπτουν από τον σχεδιασμό σας και να τις ελαχιστοποιείτε. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 3

Περιγραφή Συστήματος Υλοποιήστε ένα ψηφιακό σύστημα το οποίο θα λειτουργεί ως σύστημα καταμέτρησης ψήφων για το διοικητικό συμβούλιο ενός σωματείου. Κάθε μέλος του συμβουλίου μπορεί να ψηφίσει θετικά (1) ή αρνητικά (0) σε κάθε πρόταση προς συζήτηση. Η απόφαση λαμβάνεται πλειοψηφικά και σε περίπτωση ισοπαλίας, η ψήφος του προέδρου μετρά διπλά. Το σύστημα θα περιλαμβάνει 4 εισόδους (ψήφοι): Α (πρόεδρος), Β, C και D και τις κατάλληλες εξόδους για να οδηγεί δύο 7-segment displaysστα οποία θα καταγράφεται το αποτέλεσμα. Όλες οι είσοδοι δέχονται σήμα από κατάλληλα switches που καταγράφουν την θετική (1) ή αρνητική (0) ψήφο του κάθε μέλους του συμβουλίου. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 4

Περιγραφή Συστήματος Το κάθε 7-segment display (αρνητικής λογικής: ON=0, OFF=1) πρέπει να δείχνει τα εξής για κάθε αποτέλεσμα της ψηφοφορίας: Αρνητική Πλειοψηφία Η πρόταση απορρίφθηκε (Cold) (Segments ON: 0,3,4,5) Θετική Πλειοψηφία Η πρόταση πέρασε (Hot) (Segments ON: 1,2,4,5,6) Ισοπαλία Η πρόταση πέρασε με διπλή προεδρική ψήφο ( Segments ON: 1,3,5,6) Ισοπαλία Η πρόταση απορρίφθηκε με διπλή προεδρική ψήφο ( Segments ON: 0,1,3,5) Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 5

Σχεδιαστικοί Περιορισμοί -Ρυθμίσεις Στον αρχικό σας σχεδιασμό, επιτρέπεται η χρήση πυλών AND, OR και XOR με 2 εισόδους, καθώς και NOT. Στην υλοποίησή σας, πρέπει να χρησιμοποιηθούν όσο το δυνατόν λιγότερες λογικές πύλες. Το ίδιο σύστημα θα πρέπει να υλοποιηθεί και με VHDL (αρχιτεκτονική Dataflow). Και οι δύο σχεδιασμοί πρέπει, αφού ελεγχθούν για την ορθή τους λειτουργία, στη συνέχεια να γίνουν σύμβολα και να εισαχθούν σε ένα νέο αρχείο vote.bdf το οποίο θα έχει 4 εισόδους (Α,Β,C,D) και 14 εξόδους (7 για κάθε σύμβολο) Η τελική προσομοίωση (στο vote.bdf) θα πρέπει να διαρκεί 50ns για τον κάθε συνδυασμό εισόδων και να λαμβάνει υπόψη τις χρονικές καθυστερήσεις. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 6

Αναμενόμενη Εργασία Στο επόμενο εργαστήριο(10 14/10 2016) θα πρέπει να έχετε μαζί σας τα παρακάτω ζητούμενα. (1) Πίνακας αληθείας (2) Αρχικές εξισώσεις (σε μορφή SOP) (3) Απλοποιήσεις με χάρτες Karnaugh(και στη συνέχεια με άλλο τρόπο αν είναι εφικτό) (4) Σχεδιασμός στο Quartus(α) με πύλες AND2, OR2, XOR2 και ΝΟΤ και (β) με VHDL (5) Ένα νέο σχεδιασμό που θα περιλαμβάνει δύο σύμβολα (ένα για τον σχεδιασμό με πύλες και ένα για την υλοποίηση με VHDL), 4 εισόδους και 14 εξόδους. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 7

(6) Ένα αρχείο προσομοίωσης για όλους τους συνδυασμούς εισόδου και αποτελέσματα (τόσο από Functional όσο και από Timing Simulation) (7) Πίνακας αντιστοιχίας εισόδων/εξόδων με τα αντίστοιχα PINS όπως περιγράφονται πιο κάτω (8)Σύγκριση χρονικών καθυστερήσεων που προκύπτουν από το σύμβολο του σχεδιασμού με πύλες σε σχέση με το σύμβολο του σχεδιασμού με VHDL. (9) Επιπλέον, θα πρέπει να έχετε μαζί σας τον φάκελο με όλα τα αρχεία της άσκησηςγια να μπορέσετε να καθορίσετε εισόδους/εξόδους και να φορτώσετε τον σχεδιασμό σας για έλεγχο στο FPGA board. PINS:Θα πρέπει να φτιάξετε ένα πίνακα (με 2 στήλες) με τα αντίστοιχα pinsέτσι ώστε να είστε προετοιμασμένες/οι για να ορίσετε τα SW[6], SW[5], SW[4] και SW[3] ως διακόπτες Α, Β, C και Dαντίστοιχα, καθώς και τα δύο 7-segments(ΗΕΧ0 και ΗΕΧ3) ως εξόδους από τα δύο σύμβολα (υλοποίηση από.bdfκαι.vhd). Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 8

Μαθησιακά Αποτελέσματα Με την ολοκλήρωση αυτού του εργαστηρίου θα πρέπει να μπορείτε να: Μελετάτε τις προδιαγραφές ενός συστήματος Απλοποιείτε τις αρχικές εξισώσεις ενός σχεδιασμού Σχεδιάζετε και να προσομοιώνετε το σχεδιασμό σας στο Quartus, καθώς και να επαληθεύετε την ορθή του λειτουργία Μετράτε τις χρονικές καθυστερήσεις σε κάποιο σχεδιασμό και να τις ελαχιστοποιείτε. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 9

Σημαντικές Ημερομηνίες! Μέχρι τις 21 Οκτωβρίου, όσοι επιθυμείτε να κάνετε την προαιρετική εργασία (κατασκευή και/ή βίντεο) θα πρέπει να στείλετε email στον διδάσκοντα σας με τα ονόματα και μία σύντομη περιγραφή (200 400 λέξεις) της εργασίας που επιλέξατε. Η ενδιάμεση εξέταση θα πραγματοποιηθεί για όλους το Σάββατο 05/11/16. Αν κάποια άτομα έχουν άλλες υποχρεώσεις, μπορούν να στείλουν email μέχρι τις 07/10/16 και να ζητήσουν πρωινή, μεσημβρινή ή απογευματινή εξέταση. Οι ώρες της εξέτασης θα είναι(περίπου) 9-12, 12-15 και 15-18. Οκτώβριος 16 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων Γ.Ζ. & Π.Δ. - 10