
- •САПР Xilinx Foundation Series
- •ВХОД В СИСТЕМУ
- •Открытие нового проекта
- •ВВОД И РЕДАКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ
- •Как задать размер листа и присвоить ему имя
- •ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ
- •Выбор элемента
- •Перемещение элемента или фрагмента схемы
- •Удаление элемента
- •Присвоение имени элементу
- •Рисование цепи
- •Перемещение цепи
- •Удаление цепи
- •Присвоение имени цепи
- •Переименование цепи
- •Удаление имени цепи
- •Задание констант 0 и 1
- •ШИННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •Пример простого шинного соединения
- •Шинные контакты элемента
- •Правила соединений
- •Простые и сложные шины
- •Примеры шинных соединений
- •Редактирование изображения шины
- •Контроль соединений
- •Сохранение схемы
- •ФОРМИРОВАНИЕ СОБСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ
- •СОЗДАНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТА НА ОСНОВЕ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
- •Создание макроэлемента
- •Выбор макроэлемента из библиотеки
- •Редактирование УГО макроэлемента
- •ВВОД И ОТЛАДКА МАКРОЭЛЕМЕНТА НА VHDL
- •Ввод описания макроэлемента
- •Ввод описания архитектуры объекта с использованием Language Assistant
- •Сохранение документа
- •Проверка синтаксиса
- •Редактирование текста описания
- •Синтез макроэлемента
- •Создание VHDL-макроса
- •Выбор макроса из библиотеки
- •Редактирование УГО макроэлемента
- •Коррекция VHDL-описания макроэлемента
- •Автоматическое создание модели памяти
- •Редактирование начального состояния памяти
- •ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫ
- •Окно моделирования схемы
- •Выбор контрольных точек схемы
- •Удаление контрольных точек из окна моделирования
- •Изменение порядка имен в окне моделирования
- •Задание входных воздействий
- •Задание синхросигналов
- •Как отсоединить генератор от внешнего входа схемы
- •Задание входных воздействий в окне моделирования
- •Выполнение моделирования схемы
- •Сохранение результатов моделирования
- •Моделирование макроэлемента
- •РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА НА ПЛИС
- •ПОДГОТОВКА СХЕМЫ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЕЁ НА ПЛИС
- •Универсальный лабораторный стенд
- •Макроэлементы органов управления стенда
- •Подключение макроэлементов стенда к проекту
- •РАЗМЕЩЕНИЕ СХЕМЫ НА КРИСТАЛЛЕ
- •ВРЕМЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫ
- •Измерение задержек на временной диаграмме
- •ЗАГРУЗКА ПРОЕКТА В ПЛИС
- •ПРОСМОТР РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ СХЕМЫ
- •ВВЕДЕНИЕ В ЯЗЫК VHDL
- •ВЫБРАННЫЕ МЕСТА ИЗ ОПИСАНИЯ ЯЗЫКА VHDL
- •Структура описания объекта проекта
- •Интерфейс объекта проекта
- •Синтаксис
- •Тип сигнала
- •О правилах записи программы
- •Описание архитектуры объекта
- •Синтаксис
- •Параллельные операторы
- •Стили описаний архитектур
- •Элементы потокового проектирования
- •Элементы поведенческого проектирования
- •VHDL-стандарты IEEE
- •Пакеты std_logic_arith, std_logic_signed u std_logic_unsigned
- •Библиотеки и пакеты
- •Логические элементы
- •Триггеры
- •Мультиплексоры
- •Дешифратор
- •Сумматоры
- •Счетчики
- •Регистры
- •Исходные данные
- •Составление программной модели АЛУ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Таблица П.1.1
Таблица истинности элементов XOR2, XNOR2
Входы |
|
Выход элемента XOR |
Выход элемента XNOR |
|
|
|
|
|
|
I0 |
|
I1 |
Q |
Q |
|
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
Триггеры
Основные сведения
Вбиблиотеке элементов имеются три типа синхронных триггеров с динамическим управлением записью:
D-триггеры; JK-триггеры; Т-триггеры.
JK- и Т-триггеры имеют прямой динамический синхронизирующий вход С. D-триггеры могут иметь как прямой так и инверсный синхронизирующий динамический вход С. Кроме того, указанные триггеры могут иметь вход разрешения для синхроимпуль-
сов CE (clock enable).
Каждый из перечисленных типов триггеров может иметь асинхронный вход предварительной установки триггера или в 0 или 1.
Также триггеры могут иметь синхронный вход предварительной установки триггера в 0 и/или 1.
Всистеме XILINX FOUNDATION приняты следующие сокращения установочных входов на условном графическом обозначении триггера:
CLR (Clear), PRE (Preset) — асинхронные входы установки триггера в 0 и 1 соответственно;
R (Reset), S (Set) — синхронные входы установки триггера в 0 и 1 соответственно.
142

Обозначение триггеров
Наличие тех или входов у конкретного библиотечного триггера можно выяснить из его текстового обозначения. Пример соглашения для обозначения триггеров в библиотеке элементов приведен на рис. П.1.10.
Рис. П.1.10. Обозначение триггеров
Библиотечный набор триггеров
D-триггеры
FDCE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0.
FDPE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 1.
143
FDCE_1 — D-триггер с инверсным синхровходом, входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0.
FDPE_1 — D-триггер с инверсным синхровходом, входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 1.
FD — D-триггер.
FD_1 — D-триггер с инверсным синхровходом.
FDC — D-триггер с асинхронной установкой в 0.
FDC_1 — D-триггер с инверсным синхровходом и асинхронной установкой в 0.
FDP — D-триггер с асинхронной установкой в 1.
FDP_1 — D-триггер с инверсным синхровходом и асинхронной установкой в 1.
FDR — D-триггер с синхронной установкой в 0.
FDS — D-триггер с синхронной установкой в 1. FDRS — D-триггер с синхронной установкой в 0 и 1. FDSR — D-триггер с синхронной установкой в 1 и 0.
FDRE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и синхронной установкой в 0.
FDSE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и синхронной установкой в 1.
FDRSE — D-триггер с синхронной установкой в 0 и 1 и с входом разрешения синхросигнала.
FDSRE — D-триггер с синхронной установкой в 1 и 0 и с входом разрешения синхросигнала.
JK-триггеры
FJKC — JK-триггер с асинхронной установкой в 0.
FJKCE — JK-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0.
FJKP — JK-триггер с асинхронной установкой в 1.
FJKPE — JK-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 1.
FJKRSE — JK-триггер с синхронной установкой в 0 и 1 и с входом разрешения синхросигнала.
FJKSRE — JK-триггер с синхронной установкой в 1 и 0 и с входом разрешения синхросигнала.
144
T-триггеры
FTC — T-триггер с асинхронной установкой в 0.
FTCE — T-триггер с входом разрешения синхросигнала и с асинхронной установкой в 0.
FTCLE — T-триггер с функцией синхронной загрузки, с входом разрешения синхросигнала и с асинхронной установкой в 0.
FTCLEX — T-триггер с функцией синхронной загрузки, с входом разрешения синхросигнала и с асинхронной установкой в 0.
FTP — T-триггер с асинхронной установкой в 1.
FTPE — T-триггер с входом разрешения синхросигнала и с асинхронной установкой в 1.
FTPLE — T-триггер с функцией синхронной загрузки, с входом разрешения синхросигнала и с асинхронной установкой в 1.
FTRSE — T-триггер с входом разрешения синхросигнала и с синхронной установкой в 0 и 1.
FTRSLE — T-триггер с функцией синхронной загрузки, с входом разрешения синхросигнала и с синхронной установкой в 0 и 1.
FTSRE — T-триггер с входом разрешения синхросигнала и с синхронной установкой в 1 и 0.
FTSRLE — T-триггер с функцией синхронной загрузки, с входом разрешения синхросигнала и с синхронной установкой в 1 и 0.
Краткое описание отдельных триггеров
D-триггеры
Практически все триггеры являются макроэлементами и только два триггера являются базовыми. Это D-триггеры FDCE и FDPE, на их основе и создано все многообразие перечисленных выше триггеров.
FDCE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения D-триггера FDCE приведено на рис. П.1.11, а его таблица переходов представлена табл. П.1.2.
145

Рис. П.1.11. Условное графическое обозначение D-триггера FDCE
|
|
|
|
|
Таблица П.1.2 |
|
Таблица переходов D-триггера FDCE |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
Выход |
|
CLR |
CE |
|
D |
C |
Q |
1 |
X |
|
X |
X |
0 |
0 |
0 |
|
X |
X |
Q |
0 |
1 |
|
1 |
0/1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0/1 |
0 |
FDPE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 1
Условное графическое обозначения D-триггера FDРE приведено на рис. П.1.12, а его таблица переходов представлена табл. П.1.3.
|
|
|
|
|
Рис. П.1.12. Условное графическое |
||
|
|
|
|
|
обозначение D-триггера FDРE |
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П.1.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица переходов D-триггера FDPE |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
|
Выход |
|
PRE |
CE |
|
D |
|
C |
Q |
|
1 |
X |
|
X |
|
X |
1 |
|
0 |
0 |
|
X |
|
X |
Q |
|
0 |
1 |
|
1 |
|
0/1 |
1 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
0/1 |
0 |
|
|
|
|
146 |
|
|
|

FDRE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и синхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения D-триггера FDRE приведено на рис. П.1.13, а его таблица переходов представлена табл. П.1.4.
Рис. П.1.13. Условное графическое обозначение D-триггера FDRE
|
|
|
|
|
Таблица П.1.4 |
|
Таблица переходов D-триггера FDRE |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
Выход |
|
R |
CE |
|
D |
C |
Q |
1 |
X |
|
X |
0/1 |
0 |
0 |
0 |
|
X |
X |
Q |
0 |
1 |
|
1 |
0/1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0/1 |
0 |
Данный триггер является макроэлементом, его структура приведена на рис. П.1.14.
Рис. П.1.14. Внутренняя структура D-триггера FDRE
147

FDSE — D-триггер с входом разрешения синхросигнала и синхронной установкой в 1
Условное графическое обозначения D-триггера FDSE приведено на рис. П.1.15. а его таблица переходов представлена табл. П.1.5.
Рис. П.1.15. Условное графическое обозначение D-триггера FDSE
|
|
|
|
|
Таблица П.1.5 |
|
Таблица переходов D-триггера FDSE |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
Выход |
|
S |
CE |
|
D |
C |
Q |
1 |
X |
|
X |
0/1 |
1 |
0 |
0 |
|
X |
X |
Q |
0 |
1 |
|
1 |
0/1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0/1 |
0 |
Триггер FDSE является макроэлементом, его структура приведена на рис. П.1.16.
Рис. П.1.16. Внутренняя структура D-триггера FDSE
148

JK-триггеры
FJKC — JK-триггер с асинхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения JK-триггера FJKC приведено на рис. П.1.17, а его таблица переходов представлена табл. П.1.6.
Рис. П.1.17. Условное графическое обозначение JK-триггера FJKC
|
|
|
|
|
Таблица П.1.6 |
||
|
Таблица переходов JK-триггера FJKC |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
Выход |
|||
CLR |
J |
|
K |
C |
|
Q |
|
1 |
X |
|
X |
X |
0 |
|
|
0 |
0 |
|
0 |
0/1 |
|
Q |
|
0 |
0 |
|
1 |
0/1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0/1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
|
1 |
0/1 |
|
|
|
|
|
Q |
Триггер FJKC является макроэлементом, его структура приведена на рис. П.1.18.
Рис. П.1.18. Внутренняя структура JK-триггера FJKC
149

FJKCE — JK-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения JK-триггера FJKCE приведено на рис. П.1.19, а его таблица переходов представлена табл. П.1.7.
Рис. П.1.19. Условное графическое обозначение JK-триггера FJKCE
|
|
|
|
|
Таблица П.1.7 |
||
|
Таблица переходов JK-триггера FJKCE |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
|
Выход |
||
CLR |
CE |
J |
K |
C |
|
Q |
|
1 |
X |
X |
X |
X |
0 |
|
|
0 |
0 |
X |
X |
X |
|
Q |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
X |
|
Q |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0/1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0/1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0/1 |
|
|
|
|
Q |
Триггер FJKCE является макроэлементом, его структура приведена на рис. П.1.20.
Рис. П.1.20. Внутренняя структура JK-триггера FJKCE
150

T-триггеры
FTCE — T-триггер с входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения T-триггера FTCE приведено на рис. П.1.21, а его таблица переходов представлена табл. П.1.8.
Рис. П.1.21. Условное графическое обозначение T-триггера FTCE
|
|
|
|
|
Таблица П.1.8 |
||
|
Таблица переходов T-триггера FTCE |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входы |
|
Выход |
|||
CLR |
CE |
|
T |
C |
|
Q |
|
1 |
X |
|
X |
X |
0 |
|
|
0 |
0 |
|
X |
X |
|
Q |
|
0 |
1 |
|
0 |
0/1 |
|
Q |
|
0 |
1 |
|
1 |
0/1 |
|
|
|
|
|
Q |
Триггер FTCE является макроэлементом, его структура дана на рис. П.1.22.
Рис. П.1.22. Внутренняя структура T-триггера FTСE
151

FTCLE — T-триггер с функцией синхронной загрузки, входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0
|
|
|
|
|
Условное графическое обозначения T- |
|||||||||
|
|
|
|
|
триггера FTCLE приведено на рис. П.1.23, а |
|||||||||
|
|
|
|
|
его |
|
таблица |
переходов |
|
представлена |
||||
|
|
|
|
|
табл. П.1.9. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Рис. П.1.23. Условное графическое |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
обозначение T-триггера FTCLE |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П.1.9 |
|||
|
|
|
Таблица переходов T-триггера FTCLE |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
Входы |
|
|
|
|
Выход |
|||
CLR |
|
|
|
CE |
|
T |
D |
|
C |
|
|
Q |
||
1 |
|
X |
|
|
X |
|
X |
X |
|
X |
|
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
X |
|
X |
1 |
|
0/1 |
|
1 |
|
||
0 |
1 |
|
|
X |
|
X |
0 |
|
0/1 |
|
0 |
|
||
0 |
0 |
|
|
0 |
|
X |
X |
|
X |
|
|
Q |
||
0 |
0 |
|
|
1 |
|
0 |
X |
|
0/1 |
|
|
Q |
||
0 |
|
0 |
|
|
1 |
|
1 |
X |
|
0/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
Триггер FTCLE является макроэлементом, его структура приведена на рис. П.1.24.
Рис. П.1.24. Внутренняя структура T-триггера FTСLE
152

FTCLEX — T-триггер с функцией синхронной загрузки, входом разрешения синхросигнала и асинхронной установкой в 0
Условное графическое обозначения T-триггера FTCLEX приведено на рис. П.1.25, а его таблица переходов представлена табл. П.1.10.
Рис. П.1.25. Условное графическое обозначение T-триггера FTCLEX
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П.1.10 |
|||
|
|
|
Таблица переходов T-триггера FTCLEX |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
Входы |
|
|
|
Выход |
|||
CLR |
|
|
CE |
|
T |
D |
C |
|
|
Q |
||
1 |
|
X |
|
X |
|
X |
X |
X |
|
0 |
|
|
0 |
1 |
|
1 |
|
X |
1 |
0/1 |
|
1 |
|
||
0 |
1 |
|
1 |
|
X |
0 |
0/1 |
|
0 |
|
||
0 |
0 |
|
0 |
|
X |
X |
X |
|
|
Q |
||
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
X |
0/1 |
|
|
Q |
||
0 |
|
0 |
|
1 |
|
1 |
X |
0/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
Триггер FTCLEX является макроэлементом, его структура дана на рис. П.1.26.
Рис. П.1.26. Внутренняя структура T-триггера FTСLEX
153