- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛИС
- •Интегральные схемы типа FPGA
- •Перестраиваемый логический блок
- •Генераторы логических функций
- •Триггер
- •Блоки ввода/вывода сигналов
- •Программируемые соединения
- •Динамические параметры конфигурируемого логического блока
- •ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •Список литературы
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОДНОВЫХОДНОЙ КОМБИНАЦИОННОЙ СХЕМЫ
- •СИНТЕЗ КОМБИНАЦИОННЫХ МНОГОВЫХОДНЫХ СХЕМ
- •Реализация булевых функций с помощью постоянного запоминающего устройства
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ НА VHDL
- •ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
- •Список литературы
- •ВВЕДЕНИЕ
- •СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ СО СТАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ЗАПИСЬЮ
- •СИНХРОННЫЕ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЕ ТРИГГЕРЫ
- •СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ С ДИНАМИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ЗАПИСЬЮ
- •УСЛОВНОЕ ГРАФИЧЕСКОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ТРИГГЕРНЫХ СХЕМ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРИГГЕРНЫХ СХЕМ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИНХРОННЫХ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ ТРИГГЕРОВ
- •ПОСТРОЕНИЕ СИНХРОННЫХ ТРИГГЕРОВ С ДИНАМИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ЗАПИСЬЮ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРИГГЕРНЫХ СХЕМ НА VHDL
- •ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
- •Список литературы
- •ВВЕДЕНИЕ
- •СИНТЕЗ СИНХРОННЫХ СЧЕТЧИКОВ
- •Матрица переходов триггера
- •ПРИМЕР
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЧЕТЧИКОВ НА VHDL
- •ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
- •Список литературы
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО РЕГИСТРА
- •ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕГИСТРОВ
- •ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕГИСТРА НА VHDL
- •ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
- •Список литературы
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Статические и динамические состязания сигналов
- •Функциональные и логические состязания сигналов
- •Синтез схем, свободных от логических состязаний
- •Анализ комбинационных схем с целью выявления состязаний
- •СОСТЯЗАНИЯ СИГНАЛОВ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ СХЕМАХ
- •Последовательностные схемы
- •Условия надежного функционирования асинхронной схемы
- •Критические состязания
- •Существенные состязания
- •Анализ асинхронных последовательностных схем
- •Устранение критических состязаний
- •ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТЯЗАНИЙ СИГНАЛОВ
- •ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
- •Список литературы
- •Логические элементы
- •Мультиплексоры
- •Описание цифрового осциллографа
- •Запуск и настройка осциллографа
- •Настройка изображения сигнала на экране осциллографа
- •Получение устойчивого изображения сигнала
- •Выбор цены деления по оси Х и Y
- •Выбор фронта сигнала по входу Х осциллографа
- •Измерение временных интервалов (измерение задержек)
СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ
Лабораторный практикум
МОСКВА 2006
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)
СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Издание третье, переработанное и дополненное
Под редакцией Б.Н. Ковригина
Москва 2006
УДК 004.2(076.5) ББК 32 973а7 К17
Схемотехника ЭВМ. Лабораторный практикум: учебное пособие / Под ред.
Б.Н. Ковригина. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: МИФИ, 2006. 212 с.
Авторы: М.Н. Ёхин, Б.И. Кальнин, Б.Н. Ковригин, В.Г. Тышкевич, И.М. Ядыкин.
В пособии содержится описание шести лабораторных работ по курсу «Схемотехника ЭВМ». В каждой работе дано краткое изложение теоретических основ и особенностей выполнения работ.
Пособие рассчитано на студентов специальности «Вычислительные машины, комплексы и сети» и смежных специальностей, изучающих компьютерную технику. Пособие предназначено для студентов дневного, вечернего и заочного обучения.
Рецензент А.Л. Зорин
ISBN 5-7262-0674-6
© Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2006
© Ёхин М.Н., Б.И. Кальнин, Ковригин Б.Н. и др., 2006
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Лабораторная работа 1. Изучение инструментальных средств проектирования |
|
|
|
цифровых схем ...................................................................... |
4 |
Лабораторная работа 2. Синтез комбинационных схем ........................................... |
23 |
|
Лабораторная работа 3. |
Проектирование синхронных триггерных схем ............... |
54 |
Лабораторная работа 4. |
Синхронные счетчики ........................................................ |
95 |
Лабораторная работа 5. |
Проектирование многофункциональных регистров....... |
119 |
Лабораторная работа 6. |
Состязания сигналов в цифровых схемах ....................... |
143 |
Приложение 1. Библиотечные элементы схемного редактора ........................ |
180 |
|
Приложение 2. Построение временных диаграмм работы цифровых схем.... |
192 |
|
Приложение 3. Краткое руководство по работе |
|
|
с цифровым осциллографом .................................................... |
198 |
3
Лабораторная работа 1
ИЗУЧЕНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ СХЕМ
Цель: изучить состав и возможности органов управления универсального лабораторного стенда; овладеть основными приемами проведения эксперимента на стенде; изучить полный маршрут проектирования цифровых схем с использованием САПР; получить навыки исследования проектируемых схем с использованием виртуального осциллографа.
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум по курсу «Схемотехника ЭВМ» выполняется в учебной лаборатории, основу которой составляет ав-
томатизированное рабочее место студента-проектировщика
(АРМ). Данная универсальная компьютеризированная лаборатория объединяет на единой инструментальной базе все практикумы по дисциплинам системотехнического цикла.
АРМ студента-проектировщика – это комплекс аппаратнопрограммных средств, предназначенный для обучения основам схемотехники, проектированию цифровых систем на основе микроконтроллеров и программируемой логики. Каждое рабочее место включает:
персональный компьютер, оснащенный платой расширения цифрового осциллографа серии BORDO и 16-канального логического анализатора;
профессиональную САПР ПЛИС и инструментальные средства автоматизации программирования микроконтроллера;
4