Sekvensnät i VHDL del 2

Relevanta dokument
Digitalteknik 7.5 hp distans: 5.1 Generella sekvenskretsar 5.1.1

LEJON LABORATION3. Laborationens syfte

IE1205 Digital Design: F9: Synkrona tillståndsautomater

INTRODUKTION TILL VIVADO

Laboration D159. Sekvensnät beskrivna med VHDL och realiserade med PLD. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

(2B1560, 6B2911) HT08

IE1205 Digital Design: F10: Synkrona tillståndsautomater del 2

Tentamen i Digitalteknik, EITF65

Sekvensnät Som Du kommer ihåg

KALKYLATOR LABORATION4. Laborationens syfte

Introduktion till syntesverktyget Altera Max+PlusII

Tentamen i IE1204/5 Digital Design måndagen den 15/

Programmerbar logik och VHDL. Föreläsning 4

Laboration i digitalteknik Introduktion till digitalteknik

Laboration D184. ELEKTRONIK Digitalteknik. Sekvensnät beskrivna med VHDL och realiserade med PLD

Tentamen med lösningar för IE1204/5 Digital Design Torsdag 15/

DIGITAL ELEKTRONIK. Laboration DE3 VHDL 1. Namn... Personnummer... Epost-adress... Datum för inlämning...

Programmerbar logik (PLD) Programmeringsspråket VHDL Kombinatoriska funktioner i VHDL för PLD Sekvensfunktioner i VHDL för PLD

D2 och E3. EDA321 Digitalteknik-syntes. Fredag den 13 januari 2012, fm i M-salarna

Exempel på LAX-uppgifter

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE2. Sekvensnät och sekvenskretsar

Tentamen. TSEA22 Digitalteknik 5 juni, 2015, kl

LABORATIONSINSTRUKTION

DIGITALTEKNIK. Laboration D172

Lunds Universitet LTH Ingenjörshögskolan IDa1, IEa1 Helsingborg. Laboration nr 4 i digitala system ht-15. Ett sekvensnät. grupp. namn.

LABORATION DATORKONSTRUKTION TSEA83 UART. Namn och personnummer. Version: (OS)

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

SEKVENSKRETSAR. Innehåll

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

Tentamen i IE Digital Design Fredag 21/

TSEA22 Digitalteknik 2019!

Digital Design IE1204

Digitala system EDI610 Elektro- och informationsteknik

IE1204/IE1205 Digital Design

Laborationshandledning

TSIU05 Digitalteknik. LAB1 Kombinatorik LAB2 Sekvensnät LAB3 System

Digitalteknik F12. Några speciella automater: register räknare Synkronisering av insignaler. Digitalteknik F12 bild 1

Tentamen i Digital Design

F5 Introduktion till digitalteknik

Laborationshandledning

Omtentamen med lösningar i IE1204/5 Digital Design Fredag 10/

Grundläggande digitalteknik

Tentamen IE Digital Design Fredag 15/

IE1204 Digital Design

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Tentamen med lösningar i IE1204/5 Digital Design Måndag 27/

Tentamen IE Digital Design Måndag 23/

Digital elektronik CL0090

Tentamen i Digitalteknik, EIT020

Läs igenom hela laboration 5 innan du börjar beskriva instruktionsavkodaren i VHDL!

Institutionen för systemteknik, ISY, LiTH. Tentamen i. Tid: kl

Tentamen i IE1204/5 Digital Design Torsdag 29/

Omtentamen IE Digital Design Måndag 14/

Tenta i Digitalteknik

Konstruktionsmetodik för sekvenskretsar

Chalmers ekniska Högskola Institutionen för Data- och Informationsteknik. EDA 321 Digitalteknik syntes Laboration 2 - VHDL

Asynkrona sekvensmaskiner

Repetition TSIU05 Digitalteknik Di/EL. Michael Josefsson

Tentamen IE Digital Design Fredag 13/

LABORATIONSINSTRUKTION LABORATION

Tenta i Digitalteknik

PROGRAMMERING AV MCU LABORATION6. Laborationens syfte

Digital Design IE1204

Tentamen IE1204 Digital Design Måndag 15/

Tentamen med lösningar i IE Digital Design Fredag 21/

F5 Introduktion till digitalteknik

Digitalteknik F9. Automater Minneselement. Digitalteknik F9 bild 1

Sekvensnät. William Sandqvist

Simulering med ModelSim En kort introduktion

-c wc. Pre- Next state Out- Vi ser att tillstånden är redan sorterade i grupper med olika utsignaler,

Sekvensnät vippor, register och bussar

Tentamen i Digitalteknik, TSEA22

Hjälpmedel: Appendix A. VHDL-syntax. (bifogas detta prov) Appendix B.2. IEEE-package (bifogas detta prov)

VHDL 1. Programmerbara kretsar

Digitalteknik TSIU05 Laborationer

Tentamen med lösningar i IE Digital Design Fredag 15/

Tenta i Digitalteknik

Tentamen i Digitalteknik 5p

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

+5V. start. Styrsystem. stopp. Tillståndsmaskiner

Minnet. Minne. Minns Man Minnet? Aktivera Kursens mål: LV3 Fo7. RAM-minnen: ROM PROM FLASH RWM. Primärminnen Sekundärminne Blockminne. Ext 15.

DESIGN AV SEKVENTIELL LOGIK

TSEA22 Digitalteknik 2019!

Studiehandledning. Digitalkonstruktion 5p

std_logic & std_logic_vector

Tentamen med lösningar IE Digital Design Fredag 13/

Laboration D181. ELEKTRONIK Digitalteknik. Kombinatoriska kretsar, HCMOS v 2.1

Uppgift 12: Konstruera en elektronisk tärning. Resultatet av ett tärningskast ska visas på en 7- segmentindikator.

IE1205 Digital Design: F8: Minneselement: Latchar och Vippor. Räknare

+5V. start. Styrsystem. stopp. Tillståndsmaskiner

Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik

Tentamen med lösningar IE Digital Design Måndag 23/

Repetition och sammanfattning av syntes och analys av sekvensnät

Tentamen i Digitala system - EITA15 15hp varav denna tentamen 4,5hp

Tentamen med lösningar i IE1204/5 Digital Design Torsdag 29/

Tentamensskrivning 11 januari 2016

Konstruktionsmetodik för sekvenskretsar. Föreläsning 7 Digitalteknik, TSEA22 Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Laborationshandledning

VHDL och laborationer i digitalteknik

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE1. Kombinatoriska nät och kretsar

Transkript:

Laboration 6 i digitala system ht-16 Sekvensnät i VHDL del 2 Realisering av Mealy och Moore i VHDL............................. Namn............................. Godkänd (datum/sign.)

2 Laborationens syfte ge förståelse för hur sekvensnät kan realiseras med VHDL. ge förståelse för skillnaden mellan Mealy- och Moore-maskiner. ge förståelse för hur testmoduler konstrueras och används vid simulering. ge träning i att beskriva beteendet och strukturen hos en konstruktion med VHDL. Förberedelseuppgifter Studera sidorna 407-415, 420-423 och 429 i läroboken (VHDL). Studera sidorna 91-95 och 213-220 i läroboken (sekvensdetektor). Till laborationen ska du ha ritat tillståndsdiagram för deluppgifterna 1.1 och 2.1. Du ska även ha förslag till VHDL-kod för deluppgifterna 1.3 och 2.3. Laborationsuppgift 1 I föregående laborationer fick du själv ta fram de minimerade uttrycken när du skulle realisera din krets. När man har konstruktioner där signalerna beror på betydligt fler signaler blir processen med Karnaughdiagram snabbt ohanterbar (redan vid 6 variabler blir det svårt att se hur inringningar kan göras). I denna uppgift ska vi därför låta Vivado minimera uttrycken åt oss. Du ska nu konstruera en sekvensdetektor som detekterar mönstret 101 i en godtycklig sekvens hos signalen seq. Då de tre senaste bitarna i insignalsekvensen varit 101 ska sekvensdetektorn generera en etta på utsignalen d, precis som i laborationsuppgift 5.1. Kretsen ska vara av typen Mealy. 1. Rita tillståndsdiagrammet för sekvensdetektorn. 2. Skapa ett nytt projekt i Vivado och lägg till en källfil för sekvensdetektorn. Modulen ska ha tre insignaler, seq, clk och rst, och en utsignal, d. 3. Utgå från tillståndsdiagrammet och beskriv i VHDL hur sekvensdetektorn ska bete sig. Du ska inte använda Karnaughdiagram! All tillståndsuppdatering ska ske vid stigande flank hos clk. Signalen rst ska fungera som en asynkron nollställning av minneselement. 4. Välj Add Sources->Add or create simulation sources och lägg till filen S:\Courses\EIT\EDI610\Laborationer\Lab6\seq_det_tb.vhd

3 Ändra i seq_det_tb så att du genererar insignalen 0100101011 till din modul. Simulera och verifiera konstruktionen. 5. Klicka på Add Sources->Add or create design sources och lägg till filen S:\Courses\EIT\EDI610\Laborationer\Lab6\man_clk.vhd 6. Skapa en ny modul i projektet i vilken du kopplar ihop den manuella klockan, man_clk, och sekvensdetektorn enligt figur 1. Figur 1 7. Syntetisera designen och koppla därefter in strömställare, tryckknapp och lysdiod. 8. Generera konfigurationsfilen och överför den till FPGA:an. Testa konstruktionen. 9. Gör så att de två senaste insignalerna har varit 10, klocka efter varje insignal. Vad händer med utsignalen d om du nu, utan att klocka, ändrar insignalen till 1? 10. Antag att vi har två olika sekvensdetektorer som har samma insignal b och varsin utsignal u 1 respektive u 2. De två konstruktionerna detekterar båda mönstret 101 hos insignalen b. När vi testar detektorerna så får vi följande resultat (sekvenserna läses från vänster till höger) b 01101101100 u 1 00001001000 u 2 00000100100 Vilken typ av maskin är de två sekvensdetektorerna? Mealy eller Moore, motivera!................................................................................................................................................................................ Laborationsuppgift 2 I denna uppgift ska du konstruera en synkron 3-bitars räknare som genererar sekvensen q 2 q 1 q 0 = 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, 000,...

4 Figur 2 och har gränssnitt enligt figur 2. Signalen rst ska vara en asynkron nollställning som tar räknaren till tillståndet q 2 q 1 q 0 = 000. 1. Rita tillståndsdiagrammet för räknaren som ska vara av typen Moore. 2. Skapa ett nytt projekt i Vivado och konstruera din räknare med VHDL (du ska inte använda Karnaughdiagram). 3. Verifiera räknarens funktion genom simulering. Du behöver endast genera en klocksignal till räknaren. Du kan använda samma testmodul som i tidigare uppgift, men glöm inte att ändra i den så att den testar räknaren i stället för sekvensdetektorn. 4. Lägg till den manuella klockan, man_clk.vhd, i projektet. Skapa en ny modul i vilken du koppla ihop modulerna enligt figur 3. Figur 3 5. Anslut utsignalerna till lysdioder, clk_in till E3 och man_in till BTNC. Testa designen på FPGA:an. 6. Räknaren som du konstruerat räknar upp med ett för varje klockflank. Du ska nu lägga till två styrsignaler, S 1 och S 2 till räknaren så att den beter sig enligt följande

5 Om S 1 = 1, räkna upp med två, t.ex. från 001 till 011. Om S 2 = 1, räkna ned med ett, t.ex från 000 till 111. Om S 1 = 0 och S 2 = 0 så ska räknaren stå stilla. S 1 ska ha högre prioritet än S 2 7. Modifiera källfilen för räknaren så att den beter sig enligt ovan. 8. Ändra i testmodulen så att du genererar olika kombinationerna av S 1 och S 2. Simulera och verifiera funktionen hos räknaren. 9. Anslut S 1 och S 2 till två strömställare. Generera konfigurationsfilen, programmera FP- GA:an och testa konstruktionen. Slut!