4. Указания к выполнению работы
4.1 При выполнении п.п 2.1 - Ознакомиться с пакетом прикладной программы Altera MAX+PLUS II, достаточно изучить материал, приведенный в лекциях. Дополнительные сведения имеются в источниках, приведенных в списке литературы. Для инсталляции программного пакета Altera MAX+PLUS II на компьютер необходимо следовать указаниям, изложенным в файле install.txt.
4.2 При выполнении п.п 2.2 - Получить у преподавателя вариант схемы, нарисовать схему на бумаге, необходимо следовать указаниям, изложенным в п. 3.
4.3 Выполнение п.п 2.3 - Создать проект и набрать схему на компьютере. Произвести компиляцию и устранить ошибки.
4.3.1 С помощью средств Windows ( «Проводник», «Мой компьютер» или др.) создать папку, в которой будут храниться файлы, относящиеся к проекту. Полный путь и имя папки должны содержать только латинские буквы.
4.3.2 Для запуска программы необходимо выполнить Пуск –> Программы –> MAX+plus II 10.1 E+MAX –> MAX+plus II 10.1 E+MAX. После запуска MAX+Plus II на экране монитора появится главное окно программы (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Главное окно системы «MAX+plus II»
4.3.3 Для создания нового проекта необходимо присвоим ему имя, используя команду File -> Project -> Name (Ctrl+J) (см. рисунок 1.3), например «new» и выберите каталог, в котором будут сохраняться файлы относящиеся к этому проекту (см. рисунок 1.4).
Важно! В графе Projekt Name не следует указывать расширение, только имя. После этого на диске будет создан файл конфигурации для проекта (new.acf).
Рисунок 1.3 – Пункт меню для задания имени проекта
Рисунок 1.4 – Выбор имени проекта и каталога, в котором
будут сохраняться файлы проекта
Теперь все приложения программы MAX+plus II будут сохранять свои настройки для текущего проекта в файле конфигурации.
4.3.4 Так как в лабораторном стенде установлена ПЛИС EPM7064S, следует отменить автоматический выбор микросхемы для реализации проекта. Для этого используем команду Assign -> Device.
Важно! В появившемся окне (смотрите рисунок 1.5) следует снять галочку «Shov Only Fastest Speed Grades», затем следует выбрать семейство MAX7000S и в списке устройств ПЛИС EPM7064STC44-10 и нажать кнопку «OK».
Рисунок 1.5 – Окно выбора устройства для реализации проекта
4.3.5 Порядок использования основных приложений системы «MAX+plus II» рассмотрим на примере разработки D-триггера. Необходимо создать схему. Для этого необходимо вызвать Graphic Editor, используя команду MAX+plus II -> Graphic Editor (File -> New -> Graphic Editor file). Сразу после создания графического файла, рекомендуется его сохранить, используя команду File -> Save. По умолчанию будет предложено имя, совпадающее с именем проекта, рис. 1.6.
Важно! Убедитесь, что выбрана именно та папка, в которой создан проект. В графе «File Name» должно быть указано имя с расширением gdf. После нажатия «ОК» появляется окно графического редактора.
Рисунок 1.6 – Окно графического редактора
Если Вы хотите открыть ранее сохраненный файл, то необходимо выполнить File->Open. Выбрать Graphic Editor Files, выбрать папку и файл.
Важно! Рекомендуется проверить, подключен ли создаваемый файл к проекту. Для этого убедиться в том, что доступны глобальные настройки во вкладке Assign.
Для размещения элементов в появившемся окне графического редактора (смотрите рисунок 1.6) используется команда Symbol -> Enter Symbol… Однако удобнее вызывать это окно двойным щелчком левой клавиши мыши по свободному пространству открытого окна редактора, после чего выбранный элемент будет размещён именно в этом месте (позиционирование элемента производится по верхнему левому углу условного обозначения элемента). В библиотеке prim содержатся относительно простые логические элементы, а если в схеме используются элементы серий 1533, 155 или их зарубежные серии, то для поиска нужного элемента используют библиотеку mf . Выбрать и установить необходимый элемент можно двумя способами:
Набрать имя элемента (примитива, мега- или макрофункции) в окне «Symbol Name» диалогового окна «Enter Symbol» и нажать «ОК». Примитивы находятся в c:\maxplus2\max2lib\prim, рис. 1.7.
Выбрать необходимую библиотеку в окне «Symbol Libraries» диалогового окна «Enter Symbol» и двойным щелчком левой клавиши мыши открыть её. Затем аналогичным образом выбрать необходимый элемент в окне «Symbol File».
Рисунок 1.7 – Окно выбора добавляемых элементов
4.3.6.Для создание схемы необходимы 3 элемента NOT из библиотеки «prim»,которые соответствуют элементу «НЕ»,а также 1 элемент Carry из библиотеки «prim»,который соответствует элементу «ДА»(повторитель),2 элемента OR2 из библиотеки «prim»,которые соответствуют элементу «ИЛИ»,1 элемента NAND2 из библиотеки «prim»,которые соответствуют элементу «И-НЕ»,4 элемента INPUT(для входных сигналов) из библиотеки «prim»,3 элемента OUTPUT(для выходных сигналов) из библиотеки «prim».(рис.1.8.)
рис.1.8.
4.3.7 После завершения работы над проектом необходимо закрепить или переназначить выводы ПЛИС. Для каждого входа и выхода проделать следующее. Навести указатель мыши на вывод, нажать правую кнопку мыши, выбрать Assign -> Pin/Location/Chip, рис. 1.9. Ввести номер выбранного вывода, при выборе номера необходимо убедиться в том, что выбранный вывод входа подключен к тумблеру, а выбранный вывод выхода подключен к светодиоду (см. схему на передней панели стенда). При вводе номера вывода убедитесь в том, что в графе Node Name имя указано правильно.
Рис. 1.9.
В отчете по лабораторной работе обязательно должен быть приведен скриншот окончательного варианта схемы.
4.3.8.Следующий этап – сохранение и компиляция проекта. Перед компиляцией можно выполнить проверку корректности введённого проекта. Проверка осуществляется через подменю File -> Project -> Save&Check или щелчком левой кнопки мыши на пиктограмме соответствующего инструмента основной панели инструментов. В результате, выводится отчет об ошибках и предупреждениях, а также появляется окно компилятора (рисунок 1.10).
Рисунок 1.10 – Окно компилятора
Компиляция осуществляется также через подменю «Project» путём выбора пункта «Save&Compile» или опять же с помощью соответствующего инструмента основной панели инструментов.
Закрыть компилятор.
4.4 Выполнение п.п 2.5. - запрограммировать микросхему ПЛИС, находящуюся в лабораторном стенде, исследовать работу схемы на стенде.
4.4.1 Необходимо выполнить загрузку конфигурации в ПЛИС. Для этого необходимо запустить приложение «Programmer» (смотрите рисунок 1.11), используя команду MAX+plus II -> Progammer.
Рисунок 1.11 – Окно приложения “Programmer”
Чтобы выбрать файл для загрузки необходимо зайти в меню JTAG и выбрать команду Multi-Device JTAG Chain Setup… На экране монитора будет отображено окно (смотрите рисунок 1.12), в котором следует выбрать серию микросхемы (EPM7064S) и файл для загрузки (new.pof), после чего следует нажать кнопку «Add», а затем «OK». Если кнопка «Add» отсутствует, а в поле Programming File Names указано другое имя, необходимо нажать кнопку Delete. Затем нажать Select Programming File и выбрать свой файл. Он имеет расширение pof. После этого нажать add.
4.5.2 Убедиться в том, что кабель подключен к разъему LPT компьютера и к стенду, к разъему с надписью «Altera». Убедиться в том, что стенд подключен к сети 220 В и тумблер «Сеть» включен, должен гореть светодиод «Сеть». Нажать «Detect JTAG Chain Info». Если неисправен кабель или стенд будет выдано сообщение «Byte Blaster is not present – check power and cables». Если связь установлена, то появится сообщение «JTAG chain information confirmed by hardware check». Нажать «OK», закроется Multi-Device JTAG Chain Setup…, нажать «Да».
Рисунок 1.12 – Окно выбора модели ПЛИС и файла конфигурации
Теперь в окне приложения «Programmer» следует нажать кнопку «Programm» в результате чего произойдет загрузка конфигурации в ПЛИС. По окончании программирования микросхемы на дисплее появится сообщение, показанное на рисунке 1.13.
Рисунок 1.13 – Сообщение об окончании загрузки файла
4.5.3 Теперь необходимо перебрать все возможные комбинации входных сигналов с помощью тумблеров и снять реальную таблицу истинности. Сравнить эту таблицу истинности с таблицей истинности, которая была составлена при подготовке к лабораторной работе.
В отчете должны быть приведены обе таблицы истинности, в реальной таблице истинности могут отсутствовать те выходы, которые не выведены на светодиоды.
Список литературы
В.Ю. Зотов. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы Xilinx, М.: Горячая линия-Телеком.2003.–624с
Официальный сайт компании Altera [Электронный ресурс]: ПЛИС различных производителей. Режим доступа: http://www.altera.ru/.
Официальный сайт компании РадиоКОТ [Электронный ресурс]: Графический редактор MAX+Plus II. Режим доступа: http://www.radiokot.ru/.