Aufgabenstellung

Aufgabenstellung
Prof. Dr. Bernd Becker
Dipl. Inf. Tobias Schubert
Dipl. Ing. (FH) Peter Winterer
Hardware-Praktikum (SS 2001)
Versuch 2
zum Aufbau kombinatorischer und sequentieller Schaltkreise
Abbildung 1 zeigt eine Realisierung eines 4-Bit Zählers, wie dieser in der Vorlesung
Technische Informatik II vorgestellt wurde und im folgenden von Ihnen mit der
MAX+PLUS II Baseline Software entworfen, simuliert und getestet werden soll.
Gehen Sie hierzu wie folgt vor (die fettgedruckten Abschnitte sollen während der
Präsentation vorgeführt werden):
1. Entwerfen und simulieren Sie die folgenden Bausteine:
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ein 4-Bit Multiplexer bestehend aus den Gattern UND, ODER und INVERTER,
ein Master-Slave-Flipflop wie in Abbildung 2 dargestellt,
ein 4-Bit Register aufbauend auf Ihrer Realisierung des MS-Flipflops,
ein 4-Bit Inkrementer basierend auf Ihrem Addierer-/Subtrahierer-Schaltkreis
aus Versuch 1.
Generieren Sie von Ihren Entwürfen jeweils ein Symbol.
2. Entwerfen und simulieren Sie den vollständigen 4-Bit Zähler. Als Clocksignal soll
der auf dem ALTERA-Board vorhandene Takt des 50-MHz Oszillators verwendet
werden, der an Pin 83 angeschlossen ist („Global Clock“ GCLK1 des
EPM7128SLC84-10).
Da bei einer Taktfrequenz von 50 MHz die Ausgabe an den LEDs vom
menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen werden kann, erweitern Sie Ihren
Schaltkreis um einen Taktteiler, der in der Bibliothek mf unter dem Namen
freqdiv zur Verfügung steht. Schalten Sie eventuell mehrere Taktteiler in Reihe.
3. Programmieren Sie das FPGA auf dem ALTERA-Board, verbinden Sie die
Ein- und Ausgabe-Einheit mit dem Baustein und testen Sie Ihren 4-Bit
Zähler.
Abbildung 1: Realisierung eines 4-Bit Zählers
Abbildung 2: Realisierung eines Master-Slave-Flipflops
Auf der WWW-Seite verfügbare Literatur:
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Hinweise zur Hard- und Software für die Versuche 1 bis 3: Aufbau der
Hardware (ALTERA-Board) für die Versuche 1 bis 3, Installationsanleitung zur
Software MAX+PLUS II Baseline.
Hinweise zur Hardware für die Versuche 4 und 5: Aufbau der modifizierten
Hardware für die Versuche 4 und 5.
Tutorial zur MAX+PLUS II Baseline Software: Einführung in die
grundlegenden Befehle und Funktionen der verwendeten Software.
Datasheet Altera MAX7000 Series: Datenblatt zur Altera MAX7000 FPGA
Familie.
Max+Plus II Getting Started: Handbuch zur MAX+PLUS II Baseline Software.
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