Лабы / Узлы Лаба 5
.docx
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ВТ
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №5
по дисциплине «Узлы и устройства средств вычислительной техники»
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГИСТРОВ
Вариант 12
Студенты гр. 6306 Мальцева В.А.
Солдатенков А.А.
Преподаватель Бондаренко П.Н.
Санкт-Петербург
2019
Цель работы
Исследовать особенности проектирования регистров различного типа, закрепить навыки синтеза и экспериментального исследования узлов в среде Quartus II.
Задание
Лабораторная работа состоит из двух частей.
Часть 1. Предполагает разработку 4-разрядного параллельного регистра с использованием триггеров заданного типа. Дополнительно указывается фронт тактового сигнала, по которому происходит срабатывание (↑–подъем тактового сигнала, ↓–спад тактового сигнала).
Часть 2.Предлагается разработать многофункциональный регистр на базе D-триггеров.
Часть 1
На рис. 1 приведена функциональная схема регистра.
Рис. 1. Функциональная схема регистра
Построим соответствующую схему в системе Quartus II. Схема регистра, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 2.
Рис. 2. Функциональная схема регистра в системе Quartus II.
Так как в схеме не имеются логические элементы в межразрядных связях, то нельзя применять одноступенчатые триггеры, управляемые уровнем, поскольку некоторые триггеры могут за время действия разрешающего уровня синхросигнала переключиться неоднократно, что недопустимо для последовательного соединения. В таком случае был выбран JK-триггер с динамическим управлением (JKFF).
Результаты функционального и временного моделирования
На рисунке 3 приведены результаты функционального моделирования.
Рис. 3. Результаты функционального моделирования функциональной схемы регистра
На рисунке 4 приведены результаты временного моделирования.
Рис. 4. Результаты временного моделирования функциональной схемы регистра
Проанализировав функциональное и временное моделирование можно понять, что схема составлена верно, а максимальная частота работы регистра составляет не менее 10 нс.
Часть 2
На рис. 5 приведена функциональная схема многофункционального регистра.
Рис. 5. Функциональная схема многофункционального регистра
Построим соответствующую схему в системе Quartus II. Схема регистра, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 6.
Рис. 6. Функциональная схема многофункционального регистра в системе Quartus II.
На рисунке 7 приведены результаты функционального моделирования 1 и 2 операции.
Рис. 7. Результаты функционального моделирования многофункциональной схемы регистра при выполнении 1 и 2 операции
На рисунке 8 приведены результаты функционального моделирования 1 и 3 операции.
Рис. 8. Результаты функционального моделирования многофункциональной схемы регистра при выполнении 1 и 3 операции
На рисунке 9 приведены результаты функционального моделирования 1 и 4 операции.
Рис. 9. Результаты функционального моделирования многофункциональной схемы регистра при выполнении 1 и 2 операции
Загрузив схему на макетную плату и наблюдав результаты работы на светодиодной линейке мы убедились в правильности выполненной работы.
Выводы по работе
В процессе выполнения лабораторной работы мы исследовали особенности проектирования регистров различного типа, закрепив навыки синтеза и экспериментального исследования узлов в среде Quartus II. Загрузили проекты на плату, убедившись в правильности решения и пронаблюдав работу регистров на светодиодной линейке.