ПТСиПЦУвСБ/Практическая работа 4

Ссылки сюда (9) →

Лекции ПТСиПЦУвСБ

• Чеклист

---

Лекции

Лекция 1 Лекция 2 Лекция 3 Лекция 4

Лекция 5 Лекция 6 Лекция 7 Лекция 8

---

Практические

• Практическая работа 1
• Практическая работа 2
• Практическая работа 3
• Практическая работа 4

Тесты

• Тест 1 - Основы VHDL

---

Лабораторные

• Лабораторная работа 1
• Лабораторная работа 2
• Лабораторная работа 3
• Лабораторная работа 4

---

Доп. материалы

• Ссылки
• Книги
• Софт
  • Редактор Emacs
  • ModelSim
  • ISE
  • LeonardoSpectrum

---

• Форум
• Журнал
• План сдачи заданий
• Зачёт

Доступное оборудование

• Spartan-3_Starter_Kit
• XILINX Development Boards (Open3S500E)
  • XILINX Development Boards (Open3S500E Package B)

Spartan-3 Starter Kit

Spartan-3 Starter Kit

XILINX Development Boards (Open3S500E)

Варианты заданий

Уровень сложности 0

Задание 1-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных EOF

Задание 1-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных. (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок записи принимаемых данных в файл.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Прием данных начинать после получения SOF

• Прекращать прием после прихода символа EOF

Задание 2-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных EOF

Задание 2-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных. (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок записи принимаемых данных в файл.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных EOF

Задание 3-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных EOF

Задание 3-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных. (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок записи принимаемых данных в файл.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки 1-256 (iso-15693-2) Файл:ISO15693-2.pdf

• Частота тактового сигнала 13.56 MHz
• Прием данных начинать после получения SOF

• Прекращать прием после прихода символа EOF

Задание 4-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Выходной порт DATA_O, для выдачи закодированных данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки FM0 (iso-18000-6) Файл:ISO18000-6REV1v62.pdf

• Число передаваемых данных задается generic паратмером NUM_SEND_BIT
• Частота тактового сигнала 1.98 MHz
• Частота закодированных данных 640 KHz
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных, посылать EOF

Задание 4-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных. (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок записи принимаемых данных в файл.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки 1-256 (iso-18000-6) Файл:ISO18000-6REV1v62.pdf

• Число принимаемых данных задается в generic параметре NUM_GET_BIT!
• Частота тактового сигнала 1.92 MHz
• Частота закодированных данных 640 KHz
• Прием данных начинать после получения SOF

• Прекращать прием после прихода символа EOF или после получения заданного числа бит.

Задание 5-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Выходной порт DATA_O, для выдачи закодированных данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки код Миллера (iso-18000-6) Файл:ISO18000-6REV1v62.pdf

• Число передаваемых данных задается в generic параметре NUM_SEND_BIT !
• Частота тактового сигнала 1.98 MHz
• Частота закодированных данных 320 KHz (два такта выходной частоты на один бит данных, см. рис.)
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• После завершения передачи данных посылать EOF

Задание 5-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных. (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок записи принимаемых данных в файл.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Входной порт DATA_I, для принимаемых от кодера данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки код Миллера (iso-18000-6) Файл:ISO18000-6REV1v62.pdf

• Число принимаемых данных задается в generic параметре NUM_GET_BIT!
• Частота тактового сигнала 1.98 MHz
• Частота закодированных данных 320 KHz (два такта выходной частоты на один бит данных, см. рис.)
• Прием данных начинать после получения SOF

• Прекращать прием после прихода символа EOF или после приема NUM_GET_BIT

Задание 6-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Выходной порт DATA_O, для выдачи закодированных данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки iso-18000-6 Файл:Input 18000-6 (E)REV1 v62.pdf

• Число передаваемых данных задается в generic параметре NUM_SEND_BIT !
• Частота тактового сигнала 8 MHz
• Tari= 6.25us (см. рис.)
• RTcal= (Data-0) + (Data-1)=3 * Tari = 18.75us
• Перед стартом передачи данных посылать SOF

• Завершение передачи данных после посылки NUM_SEND_BIT бит данных.

Задание 6-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Входной порт DATA_I, для принимаемых от кодера данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки iso-18000-6 Файл:Input 18000-6 (E)REV1 v62.pdf

• Число принимаемых данных задается в generic параметре NUM_GET_BIT!
• Частота тактового сигнала 1.92 MHz
• Tari= 6.25us (см. рис.)
• RTcal= (Data-0) + (Data-1)=3 * Tari = 18.75us
• Данные декодировать после получения SOF

• Полученный символ кодирует 1, если его длинна больше RTcal/2, если меньше, то кодирует логический 0.
• Завершение передачи данных после посылки NUM_SEND_BIT бит данных.

Задание 7-1

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока кодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Выходной порт DATA_O, для выдачи закодированных данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип выходной кодировки ATA-5575 Файл:Doc9167.pdf

• Число передаваемых данных задается в generic параметре NUM_SEND_BIT !
• Частота тактового сигнала 125 КHz
• Для кодирования данных смотри таблицу
• Старт передачи данных - первая пауза.

• Завершение передачи данных после посылки NUM_SEND_BIT бит данных.

Задание 7-2

1. Разработать синтезируемое VHDL-описание блока декодирования данных.
   1. Входные порты: D_I, clk, rst.
   2. Выходные порты: D_O, возможно добавление доп. сигналов обратной связи.
2. Разработать тестовое окружение для запуска моделирования и проверки корректности передаваемых данных (Можно на SystemC, можно и на VHDL).
   1. Тестовое окружение содержит в себе блок чтения данных из файла и подачи данных на D_I.
   2. Блок формирования тактового сигнала.
   3. Блок формирования сигнала сброса по питанию.
   4. Выходной порт DATA_O, для выдачи закодированных данных
3. Запуск моделирования, добавления сигналов и выполнение должны быть автоматизированны (script).

• Тип входной кодировки ATA-5575 Файл:Doc9167.pdf

• Число передаваемых данных задается в generic параметре NUM_SEND_BIT !
• Частота тактового сигнала 125 КHz
• Для декодирования данных смотри таблицу
• Старт приема данных - первая пауза D_I равен 0.

• Завершение приема данных после получения NUM_SEND_BIT бит данных.

Уровень сложности 1

1. Преобразователь 8-ми разрядного числа из двоичного кода в двоично-десятичный код с отображением на семисегментном индикаторе в десятичном виде
   • a) Преобразователь 10-разрядного числа из двоичного кода в двоично-десятичный код с отображением на 4-х позиционном семисегментном индикаторе в десятичном виде с последовательным вводом двоичного числа.
2. Преобразователь числа из двоично-десятичного кода в 8-ми разрядный двоичный код с отображением на линейке светодиодов
   • входной код отображается на семисегментном индикаторе в десятичном виде
   • выходной код отображается на линейке светодиодов
3. Калькулятор (4-разрядное число [×|+|-] 4-разрядное число)
   • значения входных аргументов задаётся переключателями, при этом эти значения отображаются в шестнадцатеричном виде на семисегментном индикаторе (первых два индикатора)
   • значение результата вычислений отображается в шестнадцатеричном виде на семисегментном индикаторе (вторые 2 индикатора)
   • выполняемая арифметическая операция задаётся кнопками, при этом на светодиодах фиксируется номер операции.
4. часы с выводом на семисегментный индикатор.
5. таймер с выводом на семисегментный индикатор.
6. секундомер с выводом на семисегментный индикатор.

Уровень сложности 2

1. Функция "Эхо" для терминала. Т.е. получение байта с компьютера по RS232 и отправка его обратно в ПК.
2. Отобразить на экране монитора шахматную доску через VGA интерфейс.
3. Термометр на основе температурного сенсора (DS18B20, 1-WIRE) с выводом значения на семисегментный индикатор либо на ЖКИ дисплей.
4. Калькулятор с клавиатурой (матрица 4×4 кнопки) с отображением на светодиодном (4-х позицонном) или ЖКИ дисплее:
   • Операции (+|–|÷|×|...) над целыми числами;
   • Операции (+|–|÷|×|...) над целыми и вещественными числами;
   • Тригонометрические операции (sin|cos|tg|ctg|...) над целыми и вещественными числами;
5. Редактор текста с вводом с клавиатуры (PS/2)
   • с выводом на ЖКИ дисплей LCD12864 (128×64 пикселей);
   • с выводом в терминал по протоколу RS232.
6. часы реального времени (PCF8563 RTC Board) с выводом на семисегментный индикатор либо на ЖКИ дисплей.
   • дополнительные функции: таймер, секундомер, будильник и др.

Уровень сложности 3

1. Калькулятор ([×|+|-]) в терминале. Задание входных и выходных данных и кода операции по интерфейсу RS232. (Например, набираешь в терминале "2+8=", после набора символа '=' из ПЛИС возвращается результат выражения.
2. Отобразить на экране монитора надпись "ПЦУСБ" через VGA интерфейс.