Thực hành thiết kế mạch số với HDL

Các thiết bị xuất nhập:

- USB Blaster cho lập trình và điểu khiển API của người dung; hỗ trợ cả 2 chế

độ lập trình JTAG và AS.

- Bộ điều khiển Cổng 10/100 Ethernet.

- Cổng VGA-out.

- Bộ giải mã TV và cổng nối TV-in.

- Bộ điều khiển USB Host/Slave với cổng USB kiểu A và kiểu B.

- Cổng nối PS/2 chuột/bàn phím.

- Bộ giải mã/mã hóa âm thanh 24-bit chất lượng đĩa quang với jack cắm line-in,

line-out, và microphone.

- 2 Header mở rộng 40-pin với lớp bảo vệ diode.

- Cổng giao tiếp RS-232 và cổng nối 9-pin.

- Cổng giao tiếp hồng ngoại.

 Bộ nhớ:

- SRAM 512-Kbyte.

- SDRAM 8-Mbyte.

- Bộ nhớ cực nhanh 4-Mbyte (1 số mạch là 1-Mbyte).

- Khe SD card.

 Switch, các đèn led, LCD, xung clock

- 4 nút nhấn, 18 nút gạt.

- 18 LED đỏ, 9 LED xanh, 8 Led 7 đoạn

- LCD 16x2

- Bộ dao động 50-MHz và 27-MHz cho đồng hồ nguồn.

pdf84 trang | Chia sẻ: NamTDH | Lượt xem: 1868 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Thực hành thiết kế mạch số với HDL, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
2 biến môi trường để chỉ đến vị trí của file license. Đầu tiên bạn nhấp chuột phải vào Mycomputer (trên desktop) chọn Properties. Trong cửa sổ properties bạn chọn tab advanced ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 57 KTMT Hình 71. Cửa sổ thuộc tín của hệ thống Bước 15. Tiếp tục bạn nhấp nút vào nút Environment Variables, cửa sổ chứa các biến môi trường sẽ được hiễn thị như hình vẽ ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 58 KTMT Hình 72. Cửa sổ biến môi trường Bước 16. Trong cửa số user variables bạn chọn nút New để tạo một biến môi trường mới. Cửa sổ tạo mới sẽ xuất hiện Hình 73. Hộp thoại tạo mới một biến môi trường Bước 17. Tiếp đó bạn nhập tên biến là LM_LICENSE_FILE và giá trị biến là C:\ModelSim\license.dat, sau đó nhấn OK để ấn định. Tương tự bạn tạo thêm một biến khác có tên là MGLS_LICENSE_FILE và giá trị là C:\ModelSim\license.dat. Đến đây thì việc cài đặc đã hoàn tất, để chạy chương trình bạn chỉ cần nhấp đúp vào icon của ModelSim trên desktop. 3. Hướng dẫn Dưới đây sẽ là quy trình để soạn thảo môt project với ModelSim. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 59 KTMT Bước 1. Nhấp đúp vào icon của ModelSim trên màn hình desktop. Cửa sổ làm việc của ModelSim sẽ xuất hiện như hình vẽ. Hình 74. Cửa sổ làm việc của ModelSim Bước 2. Để tạo mới một project bạn vào File -> New -> Project (xem hình). Hình 75. Tạo mới project Bước 3. Trong cửa sổ tạo mới project bạn nhập tên của project, lựa chọn nơi lưu trữ project sau đó nhấn OK để tạo mới project. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 60 KTMT Hình 76. Thông tin của project mới Bước 4. Kế đó, một cửa sổ cho phép tạo thêm các file vào project xuất hiện Hình 77. Thêm các file vào project Bước 5. Bạn chọn Create New File, hộp thoại tạo mới một file sẽ xuất hiện Hình 78. Hộp thoại tạo mới file Bước 6. Tiếp theo bạn nhập tên file, chọn Browse để chọn nơi lưu trữ file nàyvà chọn kiểu file sẽ tạo ra (chọn Verilog, như trên hình vẽ). Sau khi tạo xong bạn chọn close để đóng cửa sổ thêm file vào project. Bước 7. Nhấp đúp vào file mới tạo để tiến hành soạn thảo. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 61 KTMT Hình 79. Cửa sổ soạn thảo Bước 8. Hình vẽ trên chứa code verilog hiện thực một cổng AND 2 ngõ nhập. Sau khi gõ xong code verilog bạn nhấp vào nút trên thanh công cụ để biên dịch chương trình. Cửa sổ lệnh sẽ cho biết chương trình biên dịch có thành công hay không (xem hình). Bước 9. Tiếp theo để kiểm thử ta phải hiện thực thêm file testbench. File TestBench này sẽ sử dụng chương trình chính (cổng AND) như là một linh kiện thư viện, và nhiệm vụ chính của file testbench là làm sao tạo ra đầy đủ các khả năng có thể để kiểm tra tính đúng đắn của linh kiện test. Các bước tiếp theo đây sẽ là quy trình tạo ra file testbench. Bước 10.Tạo mới một file bạn vào File->New->Source->Verilog để tạo mới file verilog (xem hình). Hình 80. Tạo mới file Bước 11.Cửa sổ của file mới tạo sẽ xuất hiện, bạn nhấn Ctrl + S hoặc nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ để lưu lại file mới này. Khi cửa sổ Save As xuất hiện bạn nhập tên file vào sau đó nhấn Save đê lưu trử file Bước 12.Kế tiếp bạn thêm file mới tạo này vào project của mình bằng cách chọn File->Add to Project->Existing File. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 62 KTMT Hình 81. Thêm file vào project Bước 13.Trong cửa sổ thêm file vào project, bạn chọn Browse để tìm vị trí của file cần thêm vào. Trong khung cửa sổ kiểu file (add file as type) bạn chọn loại file cần thêm vào (verilog), nhấn OK để ấn định Bước 14.Tiếp theo bạn nhấp đúp vào file vừa mới thêm vào bên cửa sổ project, và nhập hiện thực code cho file này. Hình 82. Code verilog file testbench Bước 15.Biên dịch file testbench sau đó nhấp vào tab Library. Toàn bộ file trong project sẽ được biên dịch vào thư viện word. Bạn mở thư viện này sẽ thấy các file vừa mới tạo (xem hình). ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 63 KTMT Hình 83. Thư viện word Bước 16.Nhấp chuột phải vào file Testbench và chọn Simulate để thực hiện quá trình simulate (mô phỏng) file testbench. Hình 84. Thực hiện simulate Bước 17.Cửa sổ Object sẽ xuất hiện, trong cửa sổ này bạn giữ phím Ctrl và nhấp chuột trái để chọn những tín hiệu sẽ được vẽ trên giản đồ thời gian. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 64 KTMT Hình 85. Chọn tín hiệu sẽ được vẽ dạng sóng (giản đồ) Bước 18.Tiếp theo trong cửa sổ lệnh bạn gõ lện run 199 (nhỏ hơn thời gian simulate 1 đơn vị để chương trình vẫn chưa dừng lại). Hình 86. Cửa sổ lệnh Bước 19.Cửa sổ vẽ giản đồ thời gian sẽ xuất hiện ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 65 KTMT Hình 87. Giản đồ thơi gian của các tín hiệu Bước 20.Để kết thúc quá trình simulate bạn có thể vào Simulate -> End Simulate Hình 88. Kết thúc quá trình simulate II. Bài tập Bài 1. Hiện thực bộ cộng Half-adder bằng Verilog Bài 2. Hiện thực bộ cộng Full-adder từ các bộ cộng Half-adder sử dụng Verilog. Bài 3. Hiện thực các testbench kiểm thử bộ cộng Half-adder Bài 4. Hiện thực testbench kiểm thử cho bộ cộng Full-adder Bài 5. Sử dụng các cổng primitive để thiết kế mạch sau ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 66 KTMT Hình 89. Sơ đồ kết nối mạch Viết testbench để kiểm thử chương trình thiết kế trên. Bài 6. Phát triển và kiểm thử bằng Verilog mạch chuyển đổi một mã BCD sang mã Excess-3 như ở chương 3. ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 67 KTMT Buổi 4. Mô hình hành vi Mục đích:  Cũng cố kiến thức về HDL và Verilog  Thực hiện việc nạp và kiểm thử trực tiếp trên FPGA  Nắm vững quy trình thiết kế FPGA  Làm quen với DE2  Sử dụng Quartus II  I. Bài tập Bài 1. Board DE2 cung cấp 18 nút gạt (SW0-SW17) và 18 đèn led (LEDR0- LEDR17). Hiện thực một module, và nạp lên board DE2 cho phép sử dụng các nút gạt để điểu khiển mở hoặc tắt các đèn led này. Hướng dẫn: thực hiện lệnh gán: assign LEDR[17] = SW[17] assign LEDR[16] = SW[16] … assign LEDR[0] = SW[0] Bài 2. Hiện thực một bộ mạch chọn (Multiplexer), gồm 3 tín hiệu ngõ nhập X (8 bit), Y (8 bit), s (1 bit) và 1 tín hiệu ngõ xuất 8 bit M. Nếu s = 0 thì tín hiệu ngõ xuất M = X, ngược lại (s = 1) thì M = Y. Hướng dẫn: Để hiện thực một mạch chọn 2-to-1, nghĩa là X (1 bit), Y(1 bit), M(1 bit). Nếu s = 0 thì M = X, ngược lại M = Y. Sơ đồ mạch kết nối như sau: ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 68 KTMT Hình 90. Kết nối mạch Verilog Code: assign m = (~s & x) | (s & y) Bài 3. Hiện thực một bộ chọn 5-to-1 (Multiplexer) từ 4 bộ chọn 2-to-1 cho phép chọn tín hiệu ra m từ 5 tín hiệu nhập u, v, w, x, y và 3 tín hiệu điều khiển s0, s1 và s2 (m, u, v, w, x, và y đều là các tín hiệu 1 bit). Bộ chọn hoạt động theo đúng bảng thực trị sau: Hình 91. Bảng thực trị và sơ đồ mạch Hướng dẫn: - Hiện thực bộ chọn 2-to-1 tương tự như bài 2 (xây dựng chương trình con). ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 69 KTMT - Hiện thực bộ chọn 5-to-1 bằng cách sử dụng 4 bộ chọn 2-to-1, được kết nối như hình vẽ: Hình 92. Sơ đồ mạch Bài 4. Hiện thực mạch decode led 7 đoạn với tín hiệu nhập là c2c1c0 và tín hiệu xuất là một led7 hoạt động như bản thực trị sau: Hình 93. Bảng thực trị và sơ đồ kết nối Hướng dẫn: - Nối c2c1c0 vào các SW[2:0] - Nối tín hiệu xuất vào led 7 HEX0[0:6] Bài 5. Hiện thực chương trình verilog thực hiện các chức năng sau: ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 70 KTMT Hình 94. Sơ đồ kết nối - Tín hiệu nhập bao gồm các bộ 3 bit lần lượt là SW[0:2], SW[3:5], SW[6:8], SW[9:11], SW[12:14], các tập bit này sẽ lần lượt chứa dữ liệu 100, 011, 010, 001, 000 tương ứng với các ký tự blank (tắt hết), O, L, E hoặc H. Các tín hiệu SW[15:17] cho phép sẽ chọn dữ liệu nào sẽ được hiển thị lên led 7 đoạn Bài 6. Mở rộng bài tập số 5 sử dụng cả 8 led 7 đoạn để hiển thị chuỗi như sau: Hình 95. Bảng thực trị ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 71 KTMT Buổi 5. Mô hình hành vi (tt) Mục đích: Nắm vững các kiến thức  HDLs và Verilog  Quartus II  Viết chương trình và kiểm thử trực tiếp trên board DE2 I. Bài tập Bài 1. Hiện thực một chương trình verilog thực hiện các chức năng sau: - Hiển thị giá trị của các switch SW[0:3], SW[4:7], SW[8:11], SW[12:15] lên các led 7 đoạn 0, 1, 2, 3. - Chuyển những giá trị từ các switch đó ra giá trị trên các led 7. Nếu giá trị của các switch là từ 10 đến 15 thì không cần quan tâm Bài 2. Hiện thực bộ giải mã 4 bit thập lục phân thành 2 số thập phân hiển thị trên led 7: - Tín hiệu nhập là các switch SW[0:3] - Tín hiệu xuất là các led 7 HEX0, HEX1 - Hoạt động theo bảng thực trị sau: Hình 96. Bảng thực trị ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 72 KTMT Hình 97. Sơ đồ kết nối mạch Hướng dẫn: - Thiết kế bộ so sánh: Comparator, sử dụng để kiểm tra liệu tín hiệu nhập v3v2v1v0 có lớn hơn 9 hay không. Nếu giá trị nhập lớn hơn 9 thì tín hiệu output của bộ so sánh này, z, có tín hiệu là 1 và trực tiếp điểu khiển các bộ chọn 2-to-1 (Multiplexer) và điều khiển led7 thứ 2. - Thiết kế mạch A, nhận tín hiệu nhập v2v1v0 và tín hiệu xuất là bằng tín hiệu nhập trừ đi 2. - Thiết kế bộ decode7 nhận tín hiệu là m3m2m1m0 và giải mã ra led7 - Thiết kế bộ mạch B mạch này điều khiển led7 thứ 2, nếu tín hiệu nhập là 1 thì tín hiệu xuất là giá trị 1 trên led7. Ngược lại hiển thị giá trị 0 trên led7 Bài 3. Hiện thực bộ cộng 4 bit (4bit-Full-Adder) từ các bộ cộng 2 bit (2bit-Full- Adder) - Tín hiệu nhập là các switch SW[0:3], SW[4:7], và tín hiệu carry-in là SW[8] - Tín hiệu xuất là các led đơn LEDR[0:3], carry-out là LEDR[4] Hướng dẫn: ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 73 KTMT - Hiện thực các mạch cộng 2bit-Full-Adder theo mạch sau Hình 98. Bảng thực trị và sơ đồ kết nối mạch - Kết nối 4 mạch cộng 2bit-Full-Adder thành mạch cộng 4bit-FullAdder theo sơ đồ sau Hình 99. Mạch cộng 4-bit Full-Adder Bài 4. Hiện thực bộ cộng đầy đủ 4 bit BCD (từ 0 đến 9) với đặc tả sau: - Tín hiệu nhập là SW[0:3] (A) và SW[4:7] (B), carry-in SW[8] (C), các tín hiệu nhập A, B được nối với các led đơn LEDR[0:3], LEDR[4:7] đồng thời được hiển thị giá trị lên led 7 đoạn là HEX6 và HEX4. C được nối với LEDR[8]. - Tín hiệu xuất (kết quả phép cộng) được nối với LEDG[0:3] (S) đồng thời được hiển thị lên 2 led7 là HEX1 và HEX0, và carry-out(Co) được nối với LEDG[4]. Bài 5. Hiện thực bộ chuyển đổi 6-bit nhị phân sang 2 số thập phân và hiển thị trên 2 led7 đoạn Bài 6. Hiện thực một chương trình verilog thực hiện các chức năng sau: - Cho phép nhập vào 2 số 16 bit, và sau đó hiển thị giá trị (thập lục phân) của 2 số này lên led 7 đoạn ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 74 KTMT - Tín hiệu nhập là SW[0:15], SW[16] cho phép quyết định nhập số nào (số thứ nhất hay số thứ 2). Sau đó hiển thị 2 số này lên led 7, số đầu tiên lên HEX0, HEX1, HEX2, HEX3. Số thứ 2 lên 4 led 7 còn lại. Bài 7. Hiện thực bộ đếm BCD, cho phép tăng giá trị nội dung biến đếm cứ mỗi giây một lần - Tín hiệu KEY0 là tín hiệu reset (xóa giá trị đếm xuống 0) - Các số BCD sẽ được hiển thị lên 3 led 7 HEX2-0 Bài 8. Hiện thực mạch trên board DE2, hiển thị thông tin ngày tháng năm - Tín hiệu KEY0 là tín hiệu reset (xóa tất cả giá trị xuống 0) - Hiển thị thông tin lên các led7 đoạn. o Giờ: (giá trị từ 0 đến 23) hiển thị ở HEX7-6 o Phút: (giá trị từ 0 đến 59) hiển thị ở HEX5-4 o Giây: (giá trị từ 0 đến 59) hiển thị ở HEX3-2 o Sao: (= 1/100 giây, giá trị từ 0 đến 99) hiển thị ở HEX1-0 ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 75 KTMT Buổi 6. Máy trạng thái Mục đích:  Thiết kế sử dụng mô hình máy trạng thái  Cũng cố kiến thức lý thuyết về các máy trạng thái Moore và Mealy  Biết cách xây dựng mạch từ các máy trạng thái  Nắm vững kỹ thuật rút gọn một máy trạng thái I. Giới thiệu 1. Giới thiệu Quy trình thiết kế FPGA thông thường khá phức tạp đòi hỏi người thiết kế phải thông qua khá nhiều bước phức tạp. Máy trạng thái là một trong những bước trung gian giúp cho quá trình thiết kế và hiện thực code verilog trở nên dễ dàng hơn đối với người lập trình. Thông thường có 2 dạng máy trạng thái: Moore và Mealy. Tuy nhiên trong Quartus chỉ hổ trỡ máy trạng thái Moore. Bài thực hành này sẽ giúp các bạn sinh viên tiếp cận với cách thiết kế HDL theo cách thức này. 2. Hướng dẫn Để tạo một máy trạng thái các bạn thực hiện các bước sau: Bước 1. Mở Quartus và tạo mới một project (cách tạo như đã trình bày trong buổi đầu tiên) Bước 2. Kế tiếp bạn vào File -> New hoặc nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ, để tạo mới một file ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 76 KTMT Hình 100. Tạo file máy trạng thái Bước 3. Trong cửa sổ tạo mới file bạn chọn loại State Machine file, sau đó nhấn OK. Cửa sổ soạn thảo sẽ xuất hiện như hình vẽ ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 77 KTMT Hình 101. Cửa sổ làm việc Bước 4. Dưới đây là một vài công cụ hỗ trợ cho việc thiết kế một máy trạng thái có trên thanh công cụ a. (Selection tool): Công cụ lựa chọn các thành phần trong máy trạng thái b. (Zoom tool): Công cụ phóng to hay thu nhỏ. c. (State tool): Công cụ vẽ trạng thái d. (Transition tool): Công cụ vẽ đường chuyển trạng thái e. (State table): Công cụ ẩn/hiện bảng trạng thái f. (State machine wizard): Công cụ tạo máy trạng thái băng cửa sổ wizard g. (Insert input port): công cụ thêm cổng nhập h. (Insert output port): công cụ thêm cổng xuất i. (Generate HDL file): Công cụ chuyển máy trạng thái thành code verilog, HDL,… j. (Transition Equation): Công cụ ân/hiện biểu thức trên các cạnh chuyển trạng thái Các bước tiếp theo sẽ là quy trình tạo ra một máy trạng thái có khả năng nhận diện chuỗi 2 bit 1 liên tiếp. Sau đó chuyển file này thành code verilog. Bước 5. Bạn nhấp vào công cụ (State tool) sau đó vẽ 3 trạng thái như hình vẽ Cửa sổ project Cửa sổ làm việc Thanh công cụ ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 78 KTMT Hình 102. Tạo các trạng thái Bước 6. Tiếp theo bạn nhấp vào công cụ (Transition tool) và drag chuột từ trạng thái này đến trạng thái state1 đến trạng thái state2 để hình thành đường chuyển trạng thái từ trạng thái state1 sang trạng thái state2. Tương tự ta vẽ được máy trạng thái như hình vẽ (trường hợp nếu vẽ đường chuyển trạng thái vào chính nó thì chỉ cần chọn công cụ transition tool, sau đó nhấp chuột trái vào trạng thái đó). Hình 103. Tạo các đường chuyển trạng thái ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 79 KTMT Bước 7. Tiếp theo bạn nhấp vào biểu tượng (Insert input port) để thêm một tín hiệu nhập và click vào biểu tượng (Insert output port) để thêm một tín hiệu xuất Bước 8. Nhấp vào biểu tượng (State table) để hiển thị bảng trạng thái (nếu bảng này đã bị ẩn đi). Trong cửa sổ trạng thái này chọn tab Transition (xem hình) Hình 104. Thiết lập biểu thức chuyển trạng thái Bước 9. Nhập tín hiệu tên tín hiệu nhập vào (input1). Trường hợp nếu đường chuyển trạng thái này chỉ bị ảnh hưởng bởi duy nhất một tín hiệu nhập (input1) thì: a. Nếu chuyển trạng thái xảy ra khi gặp một tín hiệu 0 thì nhập tên tín hiệu đó vào (input1) b. Nếu chuyển trạng thái xảy ra khi gặp tín hiệu nhập là 1 thì nhập tên tín hiệu đó và phía trước có dấu ~ (~input1, đảo tín hiệu input1) Trường hợp đường chuyển trạng thái bị ảnh hưởng bới nhiều tín hiệu thì thêm dấu & giữa các tín hiệu đó (ví dụ: input1 & input2). Bước 10. Tương tự như vậy đối với các đường chuyển trạng thái khác. Bước 11. Kế tiếp bạn chọn trạng thái state1 sau đó nhấp chuột phải chọn properties. Cửa sổ properties sẽ xuất hiện, bạn chọn tab Action (xem hình) ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 80 KTMT Hình 105. Thiết lập tín hiệu xuất và action của mỗi trạng thái Bước 12. Trong cột Output Port bạn chọn tín hiệu xuất, ở cột Output Value bạn thiết lập giá trị xuất ra cho trạng thái đó. Sau đó nhấn OK Bước 13. Lặp lại thao tác này cho 2 trạng thái còn lại. a. State1: Output Port là output1, và Output Value là 0 b. State2: Output Port là ouput1, và Output Value là 0 c. State3: Output Port là output1, và Output Value là 1 Bước 14. Cuối cùng bạn sẽ được máy trạng thái như hình vẽ: Hình 106. Máy trạng thái ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 81 KTMT Bước 15. Nhấn Ctrl + S, hoặc nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ để lưu lại máy trạng thái này với tên là Machine11.smf. Tiếp theo bạn nhấn vào biểu tượng (Generate HDL file) trên thanh công cụ. Khi bản thông báo sinh file HDL xuất hiện bạn nhấp vào lựa chọn Verilog HDL sau đó nhấn OK, Quartus sẽ sinh ra một file Verilog (Machine11.v) từ sơ đồ máy trạng thái này. Hình 107. Chuyển máy trạng thái sang định dạng của ngôn ngữ thiết kết phần cứn ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 82 KTMT Hình 108. Code verilog được tạo ra từ máy trạng thái Bước 16. Kế tiếp bạn tạo một file mới bằng cách nhấp vào biểu tượng để tạo ra một file verilog mới. File này sẽ là file chính của project nó sẽ sử dụng linh kiện Machine11 đã tao ra như là một thiết bị bình thương. Bước 17. Hoàn tất code cho file verilog mới tạo ra này (xem code). ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 83 KTMT Hình 109. Chương trình chính Bước 18. Lưu lại file này với tên trùng với tên của project, đồng thời nhấp chuột phải vào file và chọn lựa chọn Set as Top-Level Entity. Hình 110. Thiết lập top-level Bước 19. Import file cấu hình chân DE2_pin_assignment.csv cho project như đã hướng dẫn ở những phần trước. Sau đó biên dịch và nạp xuống board DE2 để kiểm thử. II. Bài tập Bài 1. Cho sơ đồ máy trạng thái sau: ĐH. Bách Khoa TP.HCM Khoa KH&KTMT Thực hành thiết kết mạch số với HDL 84 KTMT Hình 111. Lưu đồ trạng thái a. Hãy hiện thực máy chuyển trạng thái này lên DE2 b. Hãy vẽ bảng trạng thái và sở dồ mạch của máy trạng thái trên. Bài 2. Thiết kế một mạch tuần tự cho phép kiểm tra chuỗi “1001”. Và hiện thực nó lên board DE2 để kiểm thử.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfthuc_hanh_thiet_ke_mach_so_voi_hdl_5293.pdf
Tài liệu liên quan