2.1.5Иерархическое проектирование.
САПР Quartus II позволяет строить иерархию функциональных элементов проекта за счет создания макросимволов. На нижнем уровне иерархии создается функциональный блок из библиотечных элементов. Когда блок создан и верифицирован, можно создать для него символ. Входы и выходы блока становятся входами и выходами символа. Технически это осуществляется выбором в САПР меню File/Create/Create Symbol Files for Current File. Далее строится следующий блок иерархии и т.д. Когда все блоки построены, их можно использовать несколько раз в проекте верхнего уровня иерархии. Проектирование такой последовательности действий обычно называют восходящим. Но пользуясь этими же возможностями можно организовать и нисходящее проектирование, когда верхний уровень иерархии проектируется в первую очередь, а затем исходя из функциональных потребностей символов проектируются блоки нижней иерархии.
2.1.6Логические элементы
На рис. 4.16 изображены логические элементы Quartus II, которые относятся к примитивам.
Рис. 4.15 Логические элементы Quartus II: И, ИЛИ, исключающее ИЛИ
Элементы можно дополнить функцией инверсии на выходе элемента, она обозначается «кружочком». Также возможен отдельный инвертор рис. 4.16.
Рис. 4.16 Логические элементы Quartus II: И-НЕ, НЕ
На основе логических элементов часто строятся логические преобразователи, например, дешифраторы. Обобщая можно сказать, что осуществляется переход от N параллельных логических состояний к M состояниям. Переход осуществляется согласно таблице истинности.
Прежде всего, необходимо знать таблицу истинности базовых логических функций:
Функция И
F=A&B;
Таблица истинности И
A |
B |
F |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Функция ИЛИ
F=A|B;
Таблица истинности ИЛИ
A |
B |
F |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Функция исключающее ИЛИ
F=A^B;
Таблица истинности искл. ИЛИ
A |
B |
F |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Причина необходимости базовых функций состоит в том, что в инженерной практике чаще требуется оперативное простое решение проектирования цифровых устройств. Сложные логические зависимости, как правило, автоматизированы. Аналитическое решение сложных логических зависимостей возможно, но требует достаточно много времени.
2.1.7Элементы с 3-м состоянием
Часто требуется отключить на определенное время выход функционального блока. Для этого требуется третье высокоимпедансное логическое состояние (его также называют Z-состоянием). В Quartus II для этой цели можно использовать элементы с 3-м состоянием. Один их вариантов этого элемента приведен на рис. 4.17.
Рис. 4.17 8-разрядный буферный элемент Quartus II с 3-м состоянием
Одним из применений элемента с 3-м состоянием является двунаправленная передача данных на шине (совокупности логических линий). Это используется, например, в микросхемах и элементах памяти.