Часть 4 – Сравнительный анализ двух схем и выбор победителя
При сравнении двух вариантов реализации устройства установлено, что схема, построенная на основе стандартных LPM-элементов (LPM-счётчик, встроенные дешифраторы и мультиплексоры), требует меньшего количества аппаратных ресурсов и отличается более простой реализацией. Использование готовых библиотечных компонентов позволяет сократить число логических элементов, упростить проектирование и повысить надёжность работы за счёт внутренней оптимизации синтезируемых блоков.
Второй вариант, реализованный на основе дешифратора адреса и D-триггеров, несмотря на более наглядное представление принципов работы, требует большего количества логических элементов и более сложной схемной организации, так как функциональность, встроенная в LPM-блоки, реализуется вручную.
Таким образом, с точки зрения аппаратных затрат и простоты реализации предпочтение отдается схеме на основе LPM-элементов, поскольку она обеспечивает более компактную реализацию устройства при сохранении требуемой функциональности.
Часть 5 – Интерфейс
Схема показана на рис. 13 - 14 а функциональное моделирование на рис. 15
Рисунок 13
Рис. 14
Рисунок 15
Рисунок 16
Принципиальная схема
Вывод
В ходе выполнения курсовой работы были изучены принципы построения и проектирования цифровых устройств на базе ПЛИС. В процессе разработки стало более понятным взаимодействие процессора с внешними устройствами через адресное пространство и управляющие сигналы ввода-вывода. Были рассмотрены принципы формирования управляющих сигналов с помощью дешифратора адреса, а также способы хранения состояний устройства с использованием D-триггеров.
В работе были изучены принципы построения генераторов тактовых импульсов, счетчиков, мультиплексоров и комбинационной логики. Получены практические навыки разработки функциональных и принципиальных схем в среде Quartus II, а также моделирования и анализа работы цифровых устройств.
В ходе проектирования были рассмотрены различные варианты реализации схемы, выполнено сравнение аппаратных затрат и сложности реализации. По результатам анализа был выбран вариант с использованием стандартных LPM-компонентов, так как он требует меньшего количества аппаратных ресурсов и обеспечивает более простую реализацию устройства при сохранении необходимой функциональности
Список литературы
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов.— БХВ-Пе-тербург, 1-е изд. 2000 г., 2-е изд. 2006 г., 3-е изд. 2010 г.— 797 c.
Комолов Д.А., Мяльк Р.А., Зобенко А.А., Филиппов А.С. Системы автомати-зированного проектирования фирмы Altera MAX+plus II и Quartus II.Краткое описание и самоучитель.– М.: ИП РадиоСофт, 2002 – 352 с.
Артамонов А.Б., Смирнов А.М. Интерфейсные БИС микропроцессор-ных комплектов: учеб. пособие./ЛЭТИ.— Л.,1990.
www.altera.com/literature/catalogs/lpm.pdf (Справочник по элементам LPM).