Содержание отчёта

1. Название и цель лабораторной работы.

2. Индивидуальное задание.

3. VHDL-описание АЛУ.

4. Описание методики тестирования АЛУ.

5. Набор тестовых воздействий и временные диаграммы работы АЛУ в режиме функционального моделирования.

6. Набор тестовых воздействий и временные диаграммы работы АЛУ в режиме временного моделирования.

7. Схема размещения АЛУ на кристалле.

8. Отчёт об использовании аппаратных ресурсов ПЛИС для реализа­ции АЛУ.

9. Заключение по лабораторной работе.

Контрольные вопросы

1. Какие ресурсы ПЛИС используются при реализации арифметико-логиче­ского устройства?

2. Перечислите основные элементы арифметико-логического устройства. Сформулируйте принципы построения арифметико-логических устройств.

3. Сформулируйте принципы создания методики тестирования для провер­ки работоспособности арифметико-логического устройства.

4. Сформулируйте принципы вычисления значений битов регистра флагов (регистра состояния).

5. Какие способы реализации операции деления в цифровой аппаратуре вы знаете? Какие из них применимы для реализации на базе ПЛИС?

Лабораторная работа №6

Проектирование подсистемы памяти

Цель работы. Получить практические навыки в проектировании под­систем памяти в устройствах, реализуемых на базе ПЛИС.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с требованиями методических указаний по выполне­нию лабораторной работы.

2. Изучить принципы организации подсистем памяти.

Не забывайте о том, что подсистемы памяти могут разли­чаться не только по принципам доступа (ОЗУ, стек, очередь), но и по очерёдности выполняемых операций (Write-First и Read- First).

3. Изучить ресурсы ПЛИС, необходимые для реализации подсистем памяти, и способы включения их в проект. Согласно индивидуальному заданию составить ДОЬ-описание под­системы памяти с заданными характеристиками для реализации в виде распределённой памяти.

4. Подумайте, как можно реализовать подсистемы памяти с разной очерёдностью выполняемых операций. Чем будут, от­личаться VHDL-описания таких устройств?

5. Согласно индивидуальному заданию составить ДОЬ-описание под­системы памяти с заданными характеристиками для реализации в виде блочной памяти.

Блочную память необходимо реализовать с использованием метода «чёрного ящика» со вставкой необходимого компонен­та.

6. Разработать методику тестирования, необходимую для проверки ра­ботоспособности спроектированной подсистемы памяти.

Обе реализации заданной подсистемы памяти должны иметь абсолютно одинаковые блоки описания интерфейса! При этом система тестирования для обеих реализаций должна исполь­зоваться одна и та же!

7. В соответствии с разработанной методикой создать набор тестовых воздействий и проверить правильность работы обеих реализаций проек­тируемого устройства при помощи функционального моделирования.

8. Выполнить размещение на кристалле ПЛИС и оценить потребность в аппаратных ресурсах для обеих реализаций проектируемого устройства.

9. Выполнить временное моделирование реализованного устройства.

Попытайтесь сравнить результаты моделирования работы блочной памяти при синтезе из VHDL-описания для распреде­лённой памяти (с изменением настроек синтеза) и блочной памяти, реализованной методом «чёрного ящика».

10. Сделать заключение по лабораторной работе.

Заключение по лабораторной работе должно содержать ар­гументированные выводы о преимуществах, предоставляемых ПЛИС для реализации подсистем памяти.