ZAVODZAELEKTRONIKU,MIKROELEKTRONIKU,RAUNALNEIINTELIGENTESUSTAVEFAKULTETELEKTROTEHNIKEIRAUNARSTVA

SVEUILITEUZAGREBU

DIGITALNAELEKTRONIKA

PRIPREMAZA6.LABORATORIJSKUVJEBUStjepanGro,Markoupi

Zagreb,2005

VjebaVIPosmaniregistri

VjebaVIPosmaniregistri1.UvodUovojlaboratorijskojvjebipotrebnojemodelirati4bitniposmaniregistartepotomupotrijebititako modelirani posmani registar za modeliranje 16 bitnog posmanog registra. Na kraju seuporabomposmanogregistragradibrojilo.

2.ZadatakVjebasesastojiodtridijela.Prvidioini modeliranje4bitnogposmanogregistra.Naslici1prikazanojesueljetogregistra,autablicijezadanoponaanjesobziromnaupravljakeulaze.Posmani registarobavljasveoperacijenapadajui bridsignalatakta,anaPout seuvijekmoeoitativrijednostkojutrenutnopohranjujeregistar.

Tablica1.PonaanjeposmanogregistrasobziromnakontrolneulazeUlaz Opisreset Asinkroniulazijimaktiviranjemsviinterniregistriiizlaziprelazeustanjelogikenule,

iostajeutomstanjudonjegovedeaktivacije.ctrl Upravljakisignalikojidefinirajufunkcijukojuobavljaposmaniregistar.Definiranesu

sljedeekombinacije:

00registarneobavljanikakvufunkciju 01posmakudesno,vrijednostSindolaziunajviibitposmanogregistra 10posmakulijevo,vrijednostSindolaziunajniibitposmanogregistra 11 paralelni upis, vrijednost koja se nalazi na Pin pohranjuje se u posmani

registar.

Udrugomdijelulaboratorijskevjebepotrebnojekoritenjemodgovarajueg brojamodeliranihposmanihregistaramodelirati16bitniregistarkojiobavljafunkcijurotiranjaulijevoiudesno.Naslici2prikazanojesueljetogregistra.Upravljakisignalitogregistraimajuistufunkcijukaoiusluaju4bitnogregistranoumjestooperacijeposmakaobavljaju operacijurotiranja. Prilikomobavljanjaposmaka,smatrasedaselijevonalazebitoviveeteine,paposmakulijevoodgovaraoperacijimnoenjavrijednostiizlazas2.

1

Slika1.Suelje4bitnogposmanogregistra

Sinreset

clk

Pout

ctrl Pin

4

42

DigitalnaelektronikaPripremazalaboratorijskevjebe(2004/2005)

Konano,utreemdijelulaboratorijskevjebepotrebnojerealiziratibrojilokojebrojiusljedeemciklusu: 0 8 12 6 3 9 4 2 1 0.Strukturabrojilaidentinajestrukturikoritenojuzadatku10.4uZbirci,tj.sastojiseodposmanogregistraimultipleksora8/1.Naslici3prikazanojesueljebrojila,dokjenaslici4zadananjegovastruktura.Svanespecificiranastanjaodredititakodaseostvarisiguranstartuminimalnombrojuprijelaza(Razmislitetotonoovaformulacijaznai?Odgovaralitajuvijetonomizzadatka10.4uZbirci?).

3.PripremazavjebuPrijedolaskanalaboratorijskevjebepotrebnojeprouitiregistreopenito,tesklopovezaposmaki rotiranje koristei biljekesa predavanja, auditorne vjebe i knjiguDigitalna elektronika. Navjebe je potrebno donijeti skicu ponaajnog modela 4bitnog posmanog registra, te skicustrukture 16bitnog registra za obavljanje operacije rotiranja i pripadajueg VHDL opisa testrukture. Ktablicom pronai minimalni oblik ulaza Sin 4bitnih komponenti u 16bitnomposmanomregistru.Takoer,potrebnojeisprojektiratizadanobrojilokoristei primjerizZbirke(obraen naauditornimvjebama).Iposljednje,upripremijepotrebnorijeiti sljedei zadatak.Prouitizadatak10.12izZbirkeinjegovorjeenje.Pretpostavitidasunapoetkusvibistabiliustanju 0, da je vrijeme kanjenja svakog bistabila 20 ns, vrijeme postavljanja bistabila 10 ns,vrijemezadravanjabistabila10ns,tevrijemekanjenjainvertoratakoer10ns.Signaltaktajepravokutnisignalsimetrineperiodefrekvencije10MHz.NaulazSindovodisesljedeinizbitova:1,0,1,0,0te1,priemusesvakibitdovodi20nsprijerastuegbridasignalaCP,iostajestabilandotrenutkakadagazamijenisljedeibit.Precrtajteshemurjeenja.Oznaitenashemisveinternesignale.Uzpretpostavkudautrenutkut=0zapoinjepoluperiodasignalaCPukojojjetajsignalulogikoj nuli, nacrtajte vremenske dijagrame svih signala zadanog sklopa. Za sve nepoznatevrijednostisignala,pretpostavitedasu0.Napomena:iznacrtanihdijagramamorasemoioitativrijednostsvakogsignalaubilokojemtrenutku!Prilikommodeliranjasklopovanesmijesekoristitiulazno/izlaznesignale.

2

Slika2.Suelje16bitnogregistrazarotiranjepodataka

resetclk

Pout

ctrl Pin

16

162

Slika3.Sueljebrojila

BROJILO

A

D

B

Cclkreset

VjebaVIPosmaniregistri

Takoerobratitepanjunapravilo:upripremi(kojatrebabitirukompisana)trebasenalazitisvetoovauputazahtjeva,initavie. Usuprotnomsetakvapripremanesmijekoristiti prilikompisanjaulaznihiizlaznihtestova.

4.UputezaizraduvjebeNa laboratorijskim vjebama prvo je potrebno izgraditi ponaajni model 4bitnog posmanogregistrakojiobavljafunkcijezadaneuprvompoglavljuovepripreme.Potomje potrebnoispitatiponaalisemodeluskladusazadanomspecifikacijomposmanogregistra.Zatimjepotrebnostrukturnomodelirati16bitniregistarkojiobavljafunkcijurotiranjaulijevoiudesno. Pripaziti da se na ulazesvakogodkoritenih primjeraka (instanci) posmanih registaradovedeispravnavrijednostnaulazSin.Tomprilikommoesekoristitiminimalnibrojosnovnihlogikih funkcija.Zadnji korakjeispitivanje16bitnogregistrakakobiseutvrdiloponaanjeuskladusazadanomspecifikacijom.Zadnji zadatak laboratorijske vjebe je modeliranje brojila koritenjemposmanog registra. Zarealizacijuovogdijelalaboratorijskevjebeprethodnojepotrebnomodelirati multipleksor8/1iispitatinjegovuispravnost,anakontogapotrebnojestrukturnomodeliratizadanobrojilo.Modeliratesebrojilozadanonalaboratorijskojvjebi.

5.PreporuenaliteraturaU.Peruko,DigitalnaElektronika.Logikoielektrikoprojektiranje,IIIproirenoizdanje,kolskaknjiga,Zagreb,1996.

3

Slika4.Strukturabrojila

1 0

DCBAS

resetclk

Z

shift

MUX8x1