Лабораторный практикум на базе ПЛИС XC9572XL

3 Лабораторный практикум на базе ПЛИС XC9572XL

3.1. Описание стенда

Микросхема XC9572XL была выбрана из-за ряда преимуществ, таких как:

1) ПЛИС с архитектурой CPLD;

2) самое большое количество циклов запись/стирание (не менее 10 тыс.);

3) доступность и относительная дешевизна;

4) большой срок хранения конфигурации;

5) поддержка JTAG;

6) простота программирования;

7) бесплатное программное обеспечение для разработок;

8) наличие большой библиотеки элементов.

Микросхема XC9572XL – высокопроизводительная ПЛИС семейства XC9500XL, емкостью 1600 логических вентилей и минимальной задержкой распространения сигнала контакт – контакт (5 нс). Состоит из четырех 54V18 функциональных блоков. [7] На рис. 3.1 изображена структурная схема стенда.

Рисунок 3.1 – Структурная схема стенда

На рис.3.2 изображен внешний вид стенда

Рисунок 3.2 - Внешний вид стенда

Здесь (дальше описание всех элементов стенда)

3.2. Принципиальная схема платы ПЛИС

На рисунке 3.3 изображена принципиальная схема ПЛИС.

Рисунок 3.3 – Принципиальная схема ПЛИС

Плата ПЛИС состоит из:

-Микросхемы ПЛИС (D1);

- Кварцевого генератора на 50 МГц (D2, L1, C1);

- Светодиодного индикатора подачи напряжения на плату (VD1, R1);

- Преобразователя напряжения (C2,C3,C4,C5,D3);

- Пользовательских разъемов (Х1, Х2, Х3, Х4).

3.2. Принципиальная схема стенда

На рисунке 3.4 изображена принципиальная схема стенда

Рисунок 3.4. – Принципиальная схема стенда

Плата учебного стенда имеет в своем составе разъемы:

- X1 – для подключения к компьютеру;

- X2 – для подключения к плате ПЛИС (разъем программирования);

- X3, X4 – пользовательские разъемы.

Также на плате расположены:

- Программатор, состоящий из блока X1, резисторов R1 - R14, диодов VD1, VD2, конденсаторов C1 – C5, блока X2, D1,D2;

- Четырехсимвольный семисегментный индикатор (VT1, VT2,VT3, VT4);

- Блок светодиодов (VD3, VD4, VD5, VD6, VD7, VD8, VD9, VD10);

- Блок переключателей (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7, SW8);

- Блок кнопок (BTN1, BTN2, BTN3, BTN4, BTN5, BTN6).

3.3. Составляющие элементы стенда

Светодиоды

Восемь отдельных светодиодов подключены к выходам ПЛИС (LD1- P27, LD2- P28, LD3- P29, LD4- P30, LD5- P31, LD6- P32, LD7- P33, LD8- P34.

На рис. 3.5 изображена схема подключения светодиодов.

Рисунок 3.5. – Схема подключения светодиодов

Кнопки

Пять кнопок подключены к выходам ПЛИС (BTN1- P44, BTN2- P43, BTN3- P42, BTN4- P40, BTN5- P41,). Кнопки присоединены к VCC3.3 через резистор 47кОм. Когда кнопка нажата, ее контакты подключаются к «земле» через резистор 4.7кОм. На делителе напряжения 47кОм - 4.7кОм (1/10 от VCC3.3) возникает сигнал логического нуля и держится все время пока кнопка нажата. Подавление дребезга обеспечивают RC - фильтр и триггер Шмитта D1. Эта схема создает высокий логический сигнал, когда кнопка нажата.

На рис. 3.6 изображена схема подключения кнопок.

Рисунок 3.6. – Схема подключения кнопок

Переключатель

Восемь переключателей подключены к выходам ПЛИС (SW1- P19, SW2- P18, SW3- P16, SW4- P14, SW5- P36, SW6- P37, SW7- P38, SW8-P39). Переключатели используют 4.7 кОм резистор для токовой защиты входов ПЛИС.

На рис.3.7 изображена схема подключения переключателей.

Рисунок 3.7. – Схема подключения переключателей

Светодиодный дисплей

Семисегментный светодиодный дисплей подключен к выходам ПЛИС (a- P13, b- P22, c- P23, d- P5, e- P12, f- P8, g- P6, dp-P7, A1- P20, A2- P21, A3- P3, A4- P2).

Катоды всех 32 сегментов (см. рис. 3.8) на дисплее собраны в 8 групп (СА, СВ, СС, CD, CE, CF, CG, DP). Аноды всех 32 сегментов на дисплее собраны в 4 группы.

.

Рисунок 3.8. – Схема подключения светодиодного дисплея

Схема создает мультиплексированный дисплей и организована по принципу динамической индикации.

Лабораторная работа №1

Изучение системы проектирования Xilinx ISE Design Suite 14.4.

Похожие работы

Конструирование ПЛИС

Скачать

6171

0

0

... завершенную автоматную структуру, ориентированную на реа­лизацию как комбинационных (дешифраторов,мультиплексоров, сумматоров), так и последовательностных схем (управляющих автоматов, контроллеров, счетчиков). В ПЛИС заложены возможновти, которые позволяют превратить ее в ИС с любой функцией цифровой логики. Проектирование сводится к выявлению программируемых элементов (перемычек или запоминающих ...

Проектирование устройств фильтрации

Скачать

44493

3

33

... диаграмм с сохранением результатов в стандартном формате VCD (Value Change Dump), воспринимаемом всеми системами работы с временными диаграммами. [1] 2.МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ФИЛЬТРАЦИИ ПО РАБОЧИМ ПАРАМЕТРАМ Методика проектирования фильтров по рабочим параметрам основана на нахождении значений элементов, нармированных по частоте и сопротивлению нагрузки, путём аппроксимации или с ...

Проектирование цифровых устройств в САПР ISE

Скачать

28807

0

29

... элементов на кристалле и трассировки связей. 1. Ввод проекта Основные методы и приемы работы с САПР ISE рассмотрим на примере простейшей схемы D –триггера. Использование простейшей схемы позволяет отвлечься от особенностей самой схемы и сосредоточиться только на самом процессе проектирования. Создание нового проекта инициируется последовательным выбором пунктов меню File Þ New ...

Средства автоматизации проектирования

Скачать

41112

0

5

... один почти неизвестный в России, но достаточно мощный и популярный в мире продукт - Visula компании Zuken. Продукты этой компании обеспечивают сквозной цикл проектирования и предлагают мощные средства моделирования и синтеза программируемой логики с последующей разработкой печатной платы. Здесь имеется стандартный набор инструментария, а также собственные средства авторазмещения и автотрассировки ...