4. Методические указания к выполнению курсового проекта

При работе над техническим заданием (ТЗ) рекомендуется поэтапное, последовательное во времени выполнение разделов. Оформлению соответствующих разделов должно предшествовать детальное изучение вопросов по рекомендованным литературным источникам.

При оформлении раздела «Введение» следует указать на основные задачи, стоящие перед данной отраслью техники, на значение вычислительной техники для её конкретно заданной сферы применения, сформулировать цель проектирования.

В разделе «Выводы» подводится итог выполненной работы в виде поэтапного перечисления всех полученных результатов.

Рекомендации по реализации основных разделов проекта следуют ниже.

Пример цикла проектирования устройства на ПЛИС

Проектирование технического устройства начинается с пожелания заказчика. Пожелание заказчика для проектирования данного устройства звучит так: разработать кодоуправляемое устройство для формирования произвольных импульсных последовательностей с частотой f, равной 65 МГц. В результате анализа технического предложения заказчика мы получаем техническое задание. Данное устройство будет спроектировано на ПЛИС, этот момент объясняется тем, что в настоящее время данная техническая база является наиболее дешевой по сравнению с другими. На сегодняшний день наиболее развитыми являются два типа устройств программируемой логики - FPGA и CPLD. CPLD (комплексные программируемые логические устройства), потому что не содержат матриц «И» и «ИЛИ». FPGA включают в себя специальные логические блоки для реализации требуемых функций и сеть конфигурируемых межсоединений.

Техническое задание

Назначение устройства

Кодоуправляемое устройство для формирования произвольных импульсных последовательностей с частотой f, равной 65 МГц.

Входные/выходные параметры

На вход устройства подаются 2 одноразрядных числа, которые являются управляющими для данного устройства, а также 9-ти разрядное двоичное число, являющееся информацией для настройки. Результатом работы устройства является произвольная импульсная последовательность. В таблице 4.1 и таблице 4.2 представлены входные и выходные параметры для проектирования устройства соответственно.

Таблица 4.1 Входные параметры

Входы	Разрядность	Описание
Reset	1 бит	Установка в начальное состояние устройства
Str	1 бит	Строб ввода
Data	9 бит	Информационные данные

Таблица 4.2 Выходные параметры

Выходы	Разрядность	Описание
Ready	1 бит	Готовность устройства к приему новых информационных данных
DataOut	1 бит	Произвольная импульсная последовательность

4.1.3 Выбор типа кристалла

Программируемые пользователем вентильные матрицы (Field Programmable Gate Arrays - FPGA) впервые были разработаны фирмой Xilinx в 1985г. Настраиваемыми элементами в FPGA являются программируемые мультиплексоры. Настройка FPGA на заданное функционирование выполняется каждый раз перед началом ее работы. Необходимая для этого программа настройки предварительно записывается в ПЗУ (ОЗУ). Сразу после включения питания производится загрузка информации из ПЗУ и осуществляется автоматическая инициализация FPGA (для этого FPGA содержит необходимые логические схемы). Возможно также выполнение настройки FPGA под управлением микропроцессора или микроконтроллера.

Микросхемы типа CPLD применяются в проектах с большим количеством вентилей. Но по современным меркам схема даже с 20000 вентилями не является большой. Для реализации крупных проектов удобно использовать чипы, обладающие еще большей логической вместимостью. Такими чипами являются программируемые пользователем вентильные матрицы. По своей структуре FPGA отличаются от SPLD и CPLD, потому что не содержат матриц “И” и “ИЛИ”. Вместо этого FPGA включают в себя специальные логические блоки для реализации требуемых функций.

Применение CPLD особенно эффективно при реализации управляющих и интерфейсных схем, а FPGA – при реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов.

4.2 Техническое предложение

В результате анализа технического задания мы получаем техническое предложение, которое состоит из следующих этапов: