Всего пользователю доступно 6 пронумерованных точек для промежуточных соединений (разъемы желтого цвета), 4 точки «земля» (зеленого цвета) и 4 – «питание» (красного цвета). Для снижения риска повреждения стенда вследствие ошибки сборки, точки «питание» подключены к цепи 3.3 В не напрямую, а через резистор сопротивлением 100 Ом.
1.2.2. Накладки для выполнения стандартных лабораторных работ
Для выполнения любой предустановленной лабораторной работы, описанной в настоящих методических указаниях, преподаватель выдает студентам накладку, изготовленную из листового материала методом лазерной резки и гравировки.
Накладка устанавливается на блок «Выводы программируемой логической интегральной схемы», после чего студент может увидеть, какие выводы ПЛИС задействованы, какие функции они выполняют, какие функциональные узлы реализуются выбранной конфигурацией.
Пример накладки для лабораторной работы, в которой исследуются схемы нескольких триггеров, показан на фото, приведенном на Рис. 14.
Рис. 14. Пример накладки, установленной на лабораторный стенд
Теоретически, обучающийся имеет возможность разработать и свою конфигурацию ПЛИС, используя ПО Intel Quartus Prime, задав свои функции для тех или иных выводов ПЛИС, и отладить созданную конфигурацию при помощи лабораторного стенда. Данный вопрос, однако, не входит задачи, решаемые настоящими методическими указаниями.
1.2.3. Работа с пользовательским интерфейсом стенда
При включении стенда с питанием от блока питания (не от ПК) после заставки дисплей отображает первую из имеющихся в стенде лабораторных работ:
Рис. 15. Интерфейс стенда, главное меню (а), дисплей при выполнении работы (б)
Студент выбирает одну из лабораторных работ при помощи кнопок «►» и «◄», запускает выбранную работу при помощи кнопки « ». После этого МК загружает соответствующую конфигурацию в ПЛИС, и, если не возникло ошибок, работа запускается. Дисплей переходит в режим, показанный на Рис. 15, б, включается светодиодный индикатор «Работа».
— 12 —
Для прекращения выполнения лабораторной работы используется кнопка «» , которая возвращает пользователя в главное меню, после чего работа может быть запущена заново, в том числе, другая.
1.2.4. Загрузка в стенд новых лабораторных работ
При подключении по USB к ПК ПО МК стенда определяет факт наличия хост-контроллера ПК и выводит на дисплей запрос «Подключение. Разрешить доступ?».
Если пользователь нажимает кнопку « », на экран выводится изображение флешнакопителя, запуск лабораторных работ становится невозможным. В ПК возникает накопитель отображаемым в диспетчере устройств именем (при использовании Windows) EPU DgCXT Flash Chip USB Device и соответствующий ему том емкостью 16 МБ с файловой системой FAT16. Форматирование тома в другие файловые системы не допускается (ПО МК не поддерживает других файловых систем). Аппаратные идентификаторы устройства принадлежат производителю МК, компании STMicroelectronics.
Добавление / удаление лабораторных работ сводится к:
Копированию, удалению, переименованию файлов конфигурации ПЛИС в формате
.rbf («Raw Binary File», результат компиляции проекта в среде Quartus Prime).
Изменением файла index.txt, содержащего ссылки на файлы конфигурации ПЛИС, номер и имя лабораторной работы.
Все файлы должны находиться в корневой папке. Отдельные работы в файле index.txt соответствуют отдельным строкам вида [символ];[Название];[имя_файла.rbf], например:
3;Триггеры;Lab3_Triggers.rbf
T;Тест`платы;BLOCK_TEST.rbf
Символ обратного апострофа (`) используется в качестве символа переноса строки в имени работы. Допускается использовать до двух переносов (на дисплей стенда помещается три строки). Кодовая страница текста имени работы – Windows 1251. Порядок строк в файле определяет порядок следования соответствующих пунктов меню, ПО МК никакой сортировки не выполняет. «Символ» – буква или цифра, изображается крупно слева от имени работы при выборе работ или их выполнении.
После завершения работы с накопителем следует использовать функции его безопасного извлечения. Кнопка «», активная при работе стенда в качестве накопителя, имитирует событие извлечения сменного накопителя из ПК.
Работа с накопителем может быть возобновлена без переподключения стенда с помощью выбора пункта меню «USB подключение» и нажатия кнопки « ». Данный пункт меню всегда доступен, когда стенд подключён к ПК и прошел энумерацию как USB-устройство. Для возобновления работы с накопителем после его безопасного извлечения из ПК может потребоваться физическое переподключение интерфейса USB.
1.2.5. Рекомендации по сборке электрических схем
Общие рекомендации по сборке электрических схем аналогичны изложенному в методических указаниях [АнСХТ].
Специфика цифровой схемотехники заключается в том, что чаще всего цифровые электрические схемы больше, и содержат большее количество элементов и соединений, нежели аналоговые. Для упрощения процесса сборки схем на плате, как видно, уже принят ряд мер (часть узлов заранее смотнированы). Исходя из специфики цифровой схемотехники, остается рекомендовать:
Соблюдать порядок подключений шин и групп индикаторов. Например, для отображения состояния бит байта, следует подключать цепи битов к светодиодам по порядку и не сбиваясь: бит 0 – нижний светодиод, бит 1 – второй снизу, … бит 7 –
—13 —