- •Введение
- •1.2. Преобразователи кодов на плис
- •2. Проектирование цифровых фильтров в базисе плис
- •2.1. Моделирование ких-фильтров с использованием системы визуально-имитационного моделирования Matlab/Simulink
- •2.3. Проектирование параллельных
- •3. Проектирование цифровых автоматов на языке vhdl для реализации в базисе плис
- •3.1. Проектирование цифровых автоматов Мура, Мили по диаграммам переходов
- •3.2. Кодирование с одним активным состоянием
- •3.2.1. Использование “ручного” способа кодирования состояний цифрового автомата
- •3.2.2. Использование различных стилей кодирования состояний цифровых автоматов на языке vhdl
- •3.3. Использование цифровых автоматов в технологии периферийного сканирования бис
- •3.4. Проектирование цифровых автоматов с использованием системы matlab/simulink и сапр плис Quartus II
- •4. Проектирование микропроцессорных ядер для реализации в базисе плис
- •4.1. Проектирование учебного процессора для реализации в базисе плис с помощью конечного автомата
- •4.2. Использование различных типов памяти при проектировании учебного микропроцессорного ядра для реализации в базисе плис
- •4.3. Проектирование учебного процессора для реализации в базисе плис с использованием системы Matlab/Simulink
- •4.4. Проектирование учебного процессора с фиксированной запятой в системе Matlab/Simulink
- •4.5. Проектирование учебного процессора с фиксированной запятой в сапр плис Quartus II
- •4.6. Проектирование микропроцессорных ядер с конвейерной архитектурой для реализации в базисе плис
- •4.7. Использование ресурсов плис Stratix III фирмы Altera при проектировании микропроцессорных ядер
- •4.8. Проектирование микропроцессорных ядер с использованием приложения StateFlow системы Matlab/Simulink
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Заключение
В учебном пособии на обширном иллюстративном материале показаны методы проектирования преобразователей кодов которые могут быть выполнены как на ИС средней степени интеграции, так и в базисе ПЛИС с учетом или без их архитектурных особенностей с использованием высокоуровневых языков описания аппаратных средств.
Изложены основы проектирования цифровых фильтров с конечно-импульсной характеристикой как с использованием метода умножения с накоплением характерным для процессоров цифровой обработки сигналов, так и с использованием теории распределенной арифметики для реализации в базисе ПЛИС.
Рассмотрен алгоритм реализации умножения методом правого сдвига и сложения с накоплением. Даются практические примеры проектирования КИХ-фильтров на последовательной распределенной арифметике в САПР ПЛИС Quartus II компании Altera.
При разработке конечных автоматов в базисе ПЛИС на языке VHDL наиболее эффективным решением является использование неявного стиля кодирования или явного с применением атрибута syn_encoding, поручая компилятору-синтезатору САПР Quartus II минимизацию логических ресурсов. Метод кодирования с одним активным состоянием применительно к ПЛИС дает возможность строить конечные автоматы, которые в общем случае требуют меньших ресурсов и отличаются более высокими скоростными показателями, чем аналогичные конечные автоматы с двоичным кодированием состояний. Уделено внимание использованию цифровых автоматов в технологии периферийного сканирования ИС.
Рассмотрены различные подходы в проектировании управляющего автомата микропроцессорного ядра: на языке VHDL, с использованием графического представления конечного автомата с помощью приложений StateFlow и Simulink HDL coder, с использованием M-файлов системы визуально-имитационного моделирования Matlab/Simulink.
Библиографический список
Уилкинсон Б. Основы проектирования цифровых схем: пер. с англ. / Б. Уилкинсон. М.: Издательский дом Вильямс, 2004. 320 c.
Армстронг Дж. Р. Моделирование цифровых систем на языке VHDL: пер. с англ. / Р. Дж. Армстронг. М.: Мир, 1992. 348 с.
Максфилд К. Проектирование на ПЛИС: курс молодого бойца: пер. с англ. / К. Максфилд. М.: Издательский дом Додэка XXI, 2007. 408 с.
Джон Ф. Уэйкерли. Проектирование цифровых устройств: пер. с англ. / Уэйкерли Ф. Джон. М.: Постмаркет, 2002. 533 c.
Рабаи Ж.М. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования. / Ж.М. Рабаи, А. Чандракасан, Б. Николич. М.: Вильямс, 2007. - 911 с.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника / Е.П. Угрюмов. СПб.: БХВ, 2004. 528 с.
Стешенко В. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов / В. Стешенко. М.: Додэка, 2000. 457 с.
Строгонов А.В. Преобразователи кодов на ПЛИС / А.В. Строгонов, А.А. Винокуров // Компоненты и технологии. 2012. N12. C.16-22.
Строгонов А.В. Проектирование цифровых фильтров в системе Matlab/Simulink и САПР ПЛИС Quartus / А.В. Строгонов // Компоненты и технологии. 2008. N6. C.32-36.
Строгонов А.В. КИХ-фильтр на распределенной арифметике: проектируем сами / А.В. Строгонов, А.В. Быстрицкий // Компоненты и технологии. 2013. N3. C.131-138.
Строгонов А.В. КИХ-фильтры на параллельной распределенной арифметике: проектируем сами / А.В. Строгонов, А.В. Быстрицкий // Компоненты и технологии. 2013. N3. C.44-48.
Строгонов А.В. Эффективность разработки конечных автоматов в базисе ПЛИС FPGA/ А.В. Строгонов, А.В. Быстрицкий // Компоненты и технологии. 2013. N1. C.66-72.
Строгонов А.В. Проектирование сложно-функциональных блоков в базисе ПЛИС: учеб. пособие / А.В. Строгонов, С.А. Цыбин. Воронеж: ГОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2010. 333 с.
Строгонов А.В. Проектирование учебного процессора для реализации в базисе ПЛИС / А.В. Строгонов // Компоненты и технологии. 2009. N3. C.6-9.
Строгонов А.В. Проектирование учебного процессора для реализации в базисе ПЛИС с использованием системы Matlab/Simulink / А.В. Строгонов, А.И. Буслов // Компоненты и технологии. 2009. N5. C.10-14.
Строгонов А.В. Проектирование микропроцессорных ядер с конвейерной архитектурой для реализации в базисе ПЛИС фирмы Altera / А.В. Строгонов, С.И. Давыдов // Компоненты и технологии. 2009. N8. C.76-79.
Строгонов А.В. Проектирование учебного процессора с фиксированной запятой в системе Matlab/Simulink / А.В. Строгонов // Компоненты и технологии. 2009. N7. C.22-27.
Строгонов А.В. Проектирование учебного процессора с фиксированной запятой в САПР Quartus II компании Altera / А.В. Строгонов, А.И. Буслов, С.И. Давыдов // Компоненты и технологии. 2009. N11. C.20-25.
Строгонов А.В. Использование различных типов памяти при проектировании учебного микропроцессорного ядра для реализации в базисе ПЛИС / А.В. Строгонов, С.А. Цыбин // Компоненты и технологии. 2009. N12. C.92-96.
Строгонов А.В. Проектирование микропроцессорных ядер с использованием приложения StateFlow системы Matlab/Simulink / А.В. Строгонов, С.А. Цыбин, А.И. Буслов // Компоненты и технологии. 2010. N1. C.66-70.
Строгонов А.В. Использование ресурсов ПЛИС Stratix III фирмы Altera при проектировании микропроцессорных ядер / А.В. Строгонов, С.А. Цыбин // Компоненты и технологии. 2010. N2. C.70-73.