1.4 Сравнение результатов компиляции двух узлов и выбор «победителя»
По результатам компиляции установлено, что аппаратные затраты на реализацию схемы различаются в зависимости от выбранного способа построения логики.
При использовании схемы на основе ППЗУ (ROM) было задействовано 9 логических элементов. В то же время реализация той же функции на основе счётчика и дешифратора с последующим объединением выходов через элемент ИЛИ потребовала 11 логических элементов.
Таким образом, схема на основе ППЗУ обладает меньшими аппаратными затратами, что делает её более предпочтительной с точки зрения эффективности использования ресурсов ПЛИС
Разработка интерфейса сопряжения схемы узла с процессорной системой
2.1 Модфикация схемы для автоматического завершения работы по достижение 100 циклов.
Для обеспечения автоматического завершения работы генератора после выполнения заданного числа циклов схема была доработана путём добавления счётчика циклов. Счётчик осуществляет подсчёт завершённых периодов работы генератора и формирует сигнал остановки при достижении установленного значения, равного 100 циклам. Получившаяся схема показана на рисунке 10, а результат ее функционального моделирования на рисунке 11.
Рисунок 10 – схема с подсчетом циклов
Рисунок 12- результат функционального моделирования для схемы с подсчетом циклов
Был добавлен выход cycle100, принимающий значение «1» только после прохождения ста циклов работы выходного сигнала. Этот выход будет в дальнейшем будет использоваться для того, чтобы принудительно останавливать работу устройства.
2.2 Реализация импульсного генератора в сапр quartus II
Импульсный генератор предназначен для управления работой основной схемы и обеспечения её запуска, остановки и сброса. Управление генератором осуществляется с помощью входных сигналов Start, Stop и Reset.
При подаче сигнала Start устанавливается триггер состояния работы, в результате чего формируется сигнал Process. Сигнал Process разрешает прохождение тактовых импульсов ExtClock через логический элемент И на выход генератора. Полученный сигнал используется в качестве тактового сигнала основной схемы, обеспечивая её функционирование.
При подаче сигнала Stop или при формировании сигнала автоматической остановки от счётчика циклов устанавливается триггер состояния паузы. В результате сигнал Process сбрасывается, прохождение тактовых импульсов прекращается и работа основной схемы останавливается.
Сигнал Reset используется для возврата схемы в исходное состояние. При его активации выполняется сброс триггеров управления и счётчиков, после чего устройство готово к новому циклу работы.
Схема импульсного генератора, выполненная в Quartus II изображена на рисунке 11.
Рисунок 11 – схема импульсного генератора.
Для проверки было выплонено функиональное моделирование импульсного генератора. Результаты моделирования показаны на рисунках 12 и 13.
Рисунок 12 – результат функционального моделирования (импульсный генератор)
Рисунок 13 – результат функционального моделирования (импульсный генератор
Анализ функционального моделирования:
На рисунке 12 видно, что схема работает как задумано. Импульсная последовательность выходного сигнала «impulse» соответствует заданной по условию.
На рисунке 13 видно, что что после достижения 100 циклов происходит принудительный сброс.