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Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 1 Dispositivos lógicos programáveis (DLP) Organização:

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1 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 1 Dispositivos lógicos programáveis (DLP) Organização: –Princípio de funcionamento dos DLP –Arquitectura de um componente típico: A 22V10 –Metodologia de projecto com o PALASM –A aplicação PALASM –Um dado electrónico

2 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 2 Princípio de funcionamento dos DLP O princípio de funcionamento dos DLP baseia-se numa matriz programável de termos de produto (que valor apresenta a saída F, para o caso apresentado?)

3 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 3 Arquitectura de um DLP simples: Exemplo A título de exemplo, quantas ligações seria necessário interromper para criar um mux de 2:1? (entradas de dados A e B, entrada de controlo C)

4 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 4 DLPs: Extensão para circuitos sequenciais A presença de um FF D a jusante do termo de soma permite a implementação de circuitos sequenciais (o plano AND / OR realiza a geração do estado seguinte)

5 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 5 Arquitectura de um exemplo típico: A 22V10 A flexibilidade da 22V10 destaca-a entre os DLP de uso comum

6 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 6 A arquitectura da 22V10 A propósito da arquitectura da 22V10, repare-se que: –Pode dispor de até 10 saídas, em simultâneo com as 12 entradas, podendo no limite suportar até 22 (21) entradas –O controlo de estado dos buffers de saída é feito através de um termo de produto (permitindo pinos bidireccionais)

7 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 7 A arquitectura da 22V10 (cont.) Ainda a propósito da arquitectura da 22V10: –Todas as saídas são realimentadas para o plano de AND –Existe um limite máximo de entre 8 e 16 termos de produto, por saída –Cada saída é precedida por uma macro-célula

8 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 8 A arquitectura da 22V10 (cont.) A estrutura da macro-célula lógica de saída, disponível em cada pino, permite diversas configurações de funcionamento:

9 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 9 A arquitectura da 22V10 (cont.) As quatro configurações possíveis para a macro- célula lógica de saída são as seguintes:

10 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 10 Metodologia de projecto (com o PALASM) A metodologia de projecto segue as mesmas etapas já nossas conhecidas (especificação, síntese, verificação de projecto, implementação e validação), mas com existem aspectos específicos do PALASM Esta aplicação recebe como entrada uma descrição funcional do circuito pretendido, com os respectivos vectores para a simulação lógica, e realiza (quase-) automaticamente as etapas pós-especificação

11 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 11 Fluxo de dados no PALASM O fluxo de dados associado a esta aplicação de apoio ao projecto é o seguinte:

12 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 12 PALASM: Especificação do ficheiro de entrada Secção declarativa:

13 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 13 PALASM: Especificação do ficheiro de entrada (cont.) Secção funcional: (esta secção recorre a comandos com baixo nível de abstracção para efectuar a descrição funcional do circuito pretendido)

14 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 14 PALASM: Especificação do ficheiro de entrada (cont.) Secção de simulação (para a verificação de projecto):

15 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 15 PALASM: Menus principais Menu File :

16 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 16 PALASM: Menus principais (cont.) Menu Edit :

17 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 17 PALASM: Menus principais (cont.) Menu Run :

18 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 18 PALASM: Menus principais (cont.) Menu View :

19 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 19 PALASM: Menus principais (cont.) Simulação ( View / Waveforms ):

20 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 20 PALASM: Menus principais (cont.) Menu Help :

21 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 21 PALASM: Menus principais (cont.) Help : Exemplo para o caso do comando FOR

22 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 22 Exemplo de projecto: Um dado electrónico Pretende-se simular o funcionamento de um dado electrónico com as seguintes características: –Visualização por 7 LEDs (quantas saídas são precisas?) –Funcionamento em ciclo permanente a centenas de Hz –Deve existir um botão de paragem para fixar o resultado do lançamento –Deve existir um botão de batota para aumentar a probabilidade associada a resultados pré-especificados OUT[x] V CC

23 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 23 O dado electrónico (cont.) Diagrama de transição de estados:

24 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 24 O dado electrónico (cont.) Organização das saídas: V CC OUT[x]

25 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 25 O dado electrónico (cont.) Ficheiro dado.pds: Secção declarativa

26 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 26 O dado electrónico (cont.) Secção funcional:

27 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 27 O dado electrónico (cont.) Secção de simulação:

28 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 28 O dado electrónico (cont.) Resultados da simulação:

29 Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores Dispositivos lógicos programáveis - 29 Conclusão Objectivo principal do capítulo: Introduzir os princípios do projecto de sistemas digitais com base em dispositivos lógicos programáveis Pistas para a continuação do estudo: –Sistemas de apoio ao projecto (e.g. Altera e Xilinx) –Arquitectura e recursos dos dispositivos de média e elevada complexidade


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