литература / 1tarasov_i_e_pevtsov_e_f_programmiruemye_logicheskie_skhemy_i

Далее следует нажать кнопку Next и проверить правильность введенных данных, изучив соответствующий отчет. После нажатия кнопки Finish, в навигаторе проекта появится новый модуль, а в окне документов станет доступным редактирование шаблона кода его описания. Работа с редактором кода аналогична работе с любым текстовым редактором. При вводе стандартных функций и директив языка для удобства работы цвет текста автоматически изменяется. Как показано на рисунке 2.12, для выполнения задания (создать элемент, реализующий функцию 2ИЛИ_НЕ) следует вписать с шаблон строчку с кодом:

assign OUT_1 = ~(IN_A | IN_B);

Рисунок 2.12 – Редактирование кода поведенческого описания модуля 2ИЛИ-НЕ.

Вконсоли сообщений выведена информация об ошибке: попытка выполнить действия

снеобъявленной переменной «A».

Отредактированный код поведенческого описания следует сохранить (меню File

– Save). Затем следует выполнить проектную процедуру проверки синтаксиса кода. Для этого следует выделить в окне модулей проекта соответствующий файл, и в окне Process и дважды щелкнуть на строчке вызова приложения Check Syntax (см. рисунок 2.12). Результаты выполнения проверки синтаксиса будут выведены в окно Console внизу навигатора проекта. При сообщении об ошибках (Process "Check Syntax" failed) следует найти в тексте консоли соответствующие строки (ошибки выделены цветом, как показано на рисунке 2.12) с указанием места, где в окне документов локализована ошибка, и типа ошибки. Ошибки необходимо исправить, после чего следует сохранить файл с исправленным кодом и снова проверить его синтаксис. Если проверка синтаксиса прошла успешно, то напротив строки с кнопкой вызова приложения Check Syntax

29

появится зеленый кружок с галочкой, а в консоли сообщений – строка Process "Check Syntax" completed successfully. После этого следует выполнить процедуру создания символьного представления разработанного логического модуля (в данном случае – модуля

My_logic.v).

Для создания символьного представления модуля и включения его в принципиальную схему следует выполнить следующие действия.

1)Выделить в окне исходных модулей проекта строку с названием модуля «My_logic (My_logic.v)», после чего в окне Process откроется в список процессов, доступных для данного модуля.

2)Дважды щелкнуть на строке Design Utilites - Create Schematic Symbol, про-

верить, что в окне консоли появилось сообщение об успешном выполнении компиляции графического символа логического модуля. Важно проверить корректность выполнения данной операции после каждого изменения кода проектируемого модуля и перезаписи соответствующего текстового файла кода, т.к. при ошибках САПР ISE будет всегда использовать в проекте последнюю корректно оттранслированную версию компонента. Впоследствии это послужит источником ошибок в работе всего проекта, который будет трудно обнаружить.

3)Открыть из окна модулей процесса документ с принципиальной схемой проекта, раскрыть закладку Symbol и убедиться, что в списке библиотечных элементов проек-

та в категории « <= All symbols =>» появился модуль My_logic (см. рисунок 2.13).

Рисунок 2.13 – Пример размещения на принципиальной схеме логического модуля My_logic.

Компоненты, созданные пользователем, сохраняются в отдельной группе, название которой соответствует пути к папке проекта. Поэтому, в частности, нужно, чтобы проект размещался вне общей папки с САПР ISE. Чтобы поместить символьное пред-

30

ставление модуля на принципиальную схему, как это показано на рисунке 2.13, нужно щелкнуть левой кнопкой мыши на его наименовании и захватив мышкой, перенести на схему. В принципиальную схему следует также внести необходимые стандартные элементы (см. пример на см. рисунке 2.14).

Рисунок 2.14 – Пример черновика принципиальной схемы разрабатываемого устройства. Требуется отредактировать названия входов.

В данном случае в соответствии с требованиями задания, нужно:4) Сначала входы модулей My_logic и And2 соединить проводниками (использовать элементы Add Wire, левую кнопку мыши и клавишу «Esc»).

5)Выбрать из категории « IO» и перенести на принципиальную схему буферные стандартные элементы «ibuf» и «obuf» и соединить их проводниками с соответствующими узлами схемы.

6)Поместить на схему специальные маркеры входов и выходов, которые должны быть впоследствии подключены к выводам микросхемы, в которую будет «зашито» проектируемое устройство.

7)По умолчанию маркеру присваивается имя XLLN_XX, где XX – порядковый номер компонента в соответствии с внутренней нумерацией графического редактора ECS. Для окончательного оформления схемы рекомендуется дать маркерам входов и выходов собственные контекстные имена, отражающие назначение подключенным к ним сигналов. Для этого можно использовать контекстное меню маркеров, изменив имя порта (см. рисунок 2.15) или свойства выделенного объекта схемы, изменив имя узла (см. рисунок 2.16).

31

танной схемой устройства (модуль верхнего уровня иерархии). Для проверки нужно убедиться, что на закладке Design в окне модулей проекта разработанная схема Top_Spa_6 (Top_Spa_6.sch) переместилась на верхний уровень иерархии проекта, включив в себя модуль XLXI_XX - My_logic (My_logic.v) какэто показанона рисунке 2.18.

Рисунок 2.18 – Два уровня иерархии проекта (окно Design: Implementation). Процессы (проектные процедуры), доступные для верхнего модуля проекта

Top_Spa_6 (Top_Spa_6.sch) (в окне Process выделен модуль Top_Spa_6).

33

2.1.4 Синтез проектируемого устройства на RTL-уровне описания и на основе стандартных элементов ПЛИС

Контекстное окно Processes содержит список всех проектных процедур, доступных пользователю ISE в зависимости от выделенного модуля проекта. В общем случае процесс проектирования в среде ISE заканчивается выполнением процедур трансляции главного файла проекта.

Трансляция проекта включает три основных этапа: Synthesize (синтез устройства), Implement Design (размещение устройства в выбранной микросхеме ПЛИС с использованием ее ресурсов) и Generate Programming File (создание бинарного файла для выполнения процедуры прошивки конфигурации разработанного устройства в ПЛИС).

Каждый из этапов трансляции может включать в себя несколько проектных процедур. На рисунке 2.18. приведен пример такого списка для модуля Top_Spa_6.sch.

Пиктограммы возле отдельных названий процедур соответствуют типу приложений, которые будут запущены на выполнение при их активации. Двойными стрелками отмечены процессы, исполняемые в основном окне навигатора. Ход выполнения операций документируется в специальном текстовом файле *.log, и иллюстрируется сообщениями в окне консоли.

Значки галочки в зеленых кружках сигнализируют об успешном завершении операции. Желтые восклицательные знаки указывают на то, что один из вложенных процессов завершился с некритическими ошибками (предупреждениями). Критические ошибки, приводящие к прекращению процесса трансляции, отмечаются красными крестиками. Значком документа показаны файлы отчетов о полученных проектных решениях, которые будут выведены при этом в основное окно навигатора проекта. Другие пункты и пиктограммы приложений соответствуют внешним сопутствующим инструментам (утилитам), открывающимся в своем окне.

Для трансляции всего проекта достаточно запустить процесс Generate Programming File. При этом недостающие для его выполнения процессы будут запущены автоматически.

Параметры трансляции настраиваются из контекстных меню процессов, и их не следует изменять без четкого понимания назначения параметров и целей перенастройки. Подробнее о настройках параметров трансляции можно прочесть в книгах [2.2 и 2.4].

Порядок процедур в списке соответствует последовательному поэтапному проектированию сверху-вниз и пользователь при необходимости имеет альтернативную возможность выполнять трансляцию по шагам, контролируя результаты после каждого этапа.

В частности, на этапе размещения устройства в конкретной ПЛИС, пользователь может просмотреть как реализован проект на уровне описания цепей сигналов и сохранения их состояний в регистрах (Register Transfer Level, RTL-уровень). Для этого нужно вызвать из раздела списка Synthesize –XST процедуру View RTL Schematic и включить, как показано на рисунке 2.19, второй пункт в окне представления результатов.

ПримерRTL-представления разработанногоустройстваприведенна рисунке 2.20.

34

Раскрыть внутреннее содержание модуля можно двойным щелчком на его графическом символе (см. рисунок 2.21).

Рисунок 2.21 – Пример результата выполнения процедуры

Synthesize –XST - View RTL Schematic на нижнем уровне иерархии.

Используя процедуру Synthesize–XST - View Technology Schematic, можно проследить, как транслятор ISE распорядился ресурсами микросхемы, т.е. проконтролировать, как устройство собрано из стандартных элементов, содержащихся в данной микросхеме ПЛИС. Пример приведен на рисунке 2.22.

Рисунок 2.22 – Пример результата выполнения процедуры

Synthesize –XST - View Technology Schematic.

36

Дважды щелкнув на графическом символе логического модуля My_logic можно раскрыть его принципиальную схему, составленную из библиотечных элементов (см. рисунок 2.23), соответствующее логическое уравнение в совершенной дизъюнктивной форме, таблицу истинности (Look-Up Table) программируемого генератора логических функций LUT2, реализующего эту функцию (рисунок 2.24) и карту Карно (рисунок 2.25).

Рисунок 2.23 – Принципиальная схема логического модуля My_logic, составленного из перепрограммируемых элементов ПЛИС

(т.е. синтезируемого из компонентов стандартной библиотеки).

Рисунок 2.24 – Таблица истинности логического модуля My_logic, синтезированного генератором логических функций LUT2.

37