МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ХОЛОДУ
ІНСТИТУТ ЗАОЧНОГО (ДИСТАНЦІЙНОГО) НАВЧАННЯ
 |
 |
Сахаров В.І., Сахарова С.В.
ПРОГРАМОВАНІ ЛОГІЧНІ
ІНТЕГРАЛЬНІ СХЕМИ
Посібник до самостійної роботи
та виконання контрольних робіт
Одеса – 2011
Сахаров В.І., Сахарова С.В. Програмовані логічні інтегральні схеми (ПЛІС).: Посібник до самостійної роботи та виконання контрольних робіт. Одеська державна академія холоду, 2011. –12 с.
Метою дисципліни «ПЛІС»є навчання студентів основам цифрової техніки з точки зору використання одержаних знань та навичок для будування систем цифрової обробки інформації та систем програмного управління технологічним обладнання на базі типових елементів ПЛІС.
Посібник до самостійної роботи та виконання контрольних робіт призначено для студентів напряму підготовки 6.050102 «Комп’ютерна інженерія»
Завідувач кафедри
проф. д.т.н. Г.С. Гайворонська
Голова науково-методичної комісії
з напряму підготовки
«Компютерна інженерія» Ю.К. Корнієнко
Зміст
1. Вступ................................................................................................................. 4
1.1. Мета, завдання, структурно-логічне місце дисципліни в навчальному процесі підготовки фахівців 4
1.2. Анотований зміст дисципліни................................................................. 4
1.3. Перелік базових дисциплін (дисципліни, що передують)............... 5
1.4. Перелік дисциплін, що забезпечуються.............................................. 5
1.5. Зміст знань, умінь і навичок після опанування курсу..................... 5
2. Тематичний план........................................................................................... 6
2.1. Зміст навчального (лекційного) матеріалу......................................... 6
2.2. Перелік лабораторних робіт................................................................... 6
Контрольні питання:......................................................................................... 6
3. Завдання.......................................................................................................... 7
Рекомендована література........................................................................... 10
1. Вступ
1.1. Мета, завдання, структурно-логічне місце дисципліни в навчальному процесі підготовки фахівців
Дисципліна «ПЛІС» є однією з базових дисциплін підготовки спеціалістів за напрямом 0915 «Комп'ютерна інженерія». Мета викладання дисципліни «ПЛІС» передбачає дати студентам знання стосовно загальних принципів побудови пристроїв з програмованим керуванням. Головні задачі вивчення дисципліни полягають у придбанні студентами:
- знань про будову, принципи дії, характеристики і можливості використання найбільш поширених елементів ПЛІС;
- умінь на основі аналізу параметрів і характеристик апаратних та програмних засобів побудови пристроїв на основі ПЛІС;
- навичок програмування мікросхем ПЛІС.
Ця дисципліна узагальнює та систематизує знання і навички, які отримали студенти при вивченні цілого циклу дисциплін, а саме «Основи електроніки та мікросхемотехніки», «Теорія електричних кіл».
Комплекс знань та умінь, отриманих студентами при вивченні курсу «ПЛІС» дозволить використовувати їх при дипломному проектуванні.
1.2. Анотований зміст дисципліни
Дисципліна дозволяє студентам з'ясувати місце та роль ПЛІС в побудові програмованих пристроїв в сучасних комунікаційних технологіях. Дисципліна складається з основних розділів:
- апаратна побудова ПЛІС;
- програмна модель ПЛІС;
- система проектування ПЛІС ALTERA;
- програмування ПЛІС при допомозі пакету MAXPLUS;
- налагодження програмного забезпечення;
- симуляція проектів;
- часові діаграми роботи ПЛІС.
Ознайомлення студентів з сучасними поглядами на побудову та розвиток сегмента ПЛІС необхідний у зв'язку з тим, що в даний час здійснюється корінна модернізація цього сегменту, що вимагає великого числа кваліфікованих фахівців. З кожним роком кількість і типи ПЛІС зростає, зростає їх продуктивність, постійно знижуються і ціни на них. В наші дні неможливо знайти галузь промисловості, де б не використовувались ПЛІС.
Суть дисципліни, що вивчається, включає наступне:
навчання студентів основам техніки ПЛІС з точки зору використання одержаних знань та навичок для будування систем цифрової обробки інформації та систем програмного управління технологічним обладнанням на базі стандартних промислових ПЛІС.
Дисципліна вивчає:
- способи та методи програмування ПЛІС;
- структуру, основні технічні характеристики, основи програмування та застосування ПЛІС фірми ALTERA ® США;
1.3. Перелік базових дисциплін (дисципліни, що передують)
Основи електроніки та мікросхемотехніки.
1.4. Перелік дисциплін, що забезпечуються
Курсове та дипломне проектування.
1.5. Зміст знань, умінь і навичок після опанування курсу
знати:
- номенклатуру, різновиди, відмінності ПЛІС фірми ALTERA;
вміти:
- працювати з елементами ПЛІС та налагоджуючими пристроями;
- програмувати та налагоджувати найпростіші програми;
- здійснювати програмування вводу-виводу;
- програмувати ПЛІС.
мати уяву: про напрямки розвитку індустрії ПЛІС, світові інформаційні ресурси галузі.
2. Тематичний план
2.1. Зміст навчального (лекційного) матеріалу
Таблиця 1
| № теми | Зміст | Обсяг | Література |
| 1.1 | Основні поняття про ПЛІС. Типи ПЛІС та принципи побудови | ([1], c.217-241) | |
| 1.2 | ПЛІС фірми ALTERA/Пакет проектування MAXPLUS. Основні характеристики і складові частини. | [2] 73-80 | |
| 1.3 | Призначення додатків пакету проектування MAXPLUS. Графічній редактор Graphic Editor. Компіляція проекту. | [1] 6-14, 34-46 |
2.2. Перелік лабораторних робіт
Таблиця 2
| № за/п | Тема | Годин |
| 1. | Лабораторна робота № 1 Типи ПЛІС і принципи побудови | |
| 2. | Лабораторна робота № 2 Порядок побудови проекту ПЛІС |
Контрольні питання:
1. Що таке ПЛІС?
2. Які ви знаєте типи ПЛІС?
3. Зобразіть макрочарунку ПЛІС.
4. Перечисліть додатки пакету MAXPLUS
5. Яке призначення GRAPHIC EDITOR?
6. Яке призначення програми COMPILER?
7. Що таке симуляція проекту?
8. Що таке елемент ПЛІС?
9. Які ви знаєте елементи ПЛІС?
10. Перелікуйте порядок створення ПЛІС?
3. Завдання
1. Розробити мікросхему ПЛІС семисегментного індикатору для цифри N, де N – остання цифра залікової книжки. Представити логічну схему, топологію мікросхеми і почасову діаграму.
2. Розробити мікросхему ПЛІС лічильника на основі тригерів з коефіцієнтом рахунку N+5, де N – передостання цифра залікової книжки. Представити логічну схему, топологію мікросхеми і почасову діаграму.
Приклад вирішення завдань.
1. Розробити мікросхему ПЛІС семисегментного індикатору для цифри С (шістнадцятирічний код),. Представити логічну схему, топологію мікросхеми і почасову діаграму.
При допомозі програми Graphic Editor пакету MAXPLUS II розробити схему дешифратора цифри С.
Рис.1 Схема дешифратора цифри С.
Рис.2 Мікросхема дешифратора цифри С
Рис.3 Почасова діаграма роботи мікросхеми дешифратору цифри С
2. Розробити мікросхему ПЛІС лічильника на основі тригерів з коефіцієнтом рахунку N=17,. Представити логічну схему, топологію мікросхеми і почасову діаграму.
Розрахуємо кількість тригерів для коефіцієту N=17.
2^Nt>17; Nt=5;
Рис.4 Схема лічильника на 17
Рис. 5 Мікросхема лічильника на 17
Рис.6 Почасова діаграма роботи лічильника на 17
Рекомендована література
1. Навчальний посібник з дисципліни «ПЛІС».
2. В.Б. Стешенко ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов.
3. www.altera.com
