Подготовка схемы для моделирования.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Nbsp; Федеральное агентство по образованию Байкальский государственный университет экономики и права

Логическое моделирование

Цифровых узлов

Методические указания по практическим занятиям

Для специальности 060812 Экономика и управление

на предприятиях связи

Иркутск

Издательство БГУЭП

2007

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Байкальского государственного университета экономики и права

Составитель канд.техн.наук,доц.Г.А.Кушнаренко

Рецензент канд.техн.н.А.В.Сорокин

Логическое моделирование цифровых узлов: Метод. указ. по практическим занятиям по специальности 060812 Экономика и управление на предприятиях связи /сост. Г. А. Кушнаренко – Иркутск: Изд-во БГУЭП, 2007.

Предназначено для студентов очной и ускоренной форм

обучения.

Издательство БГУЭП,2007

Введение

Современные цифровые системы обработки и передачи данных развиваются настолько быстро, что даже обзор выпускаемых изделий не поспевает за предложениями рынка. Обновление парка компьютеров происходит в среднем за три года. Появление локальных сетей изменило понятие о системах связи. Происходит слияние традиционных систем связи (телефон, телеграф, телевидение) с компьютерными сетями в единое телекоммуникационное пространство.

Совершенствование технологий изготовления цифровых систем не изменило принципов реализации функциональных цифровых узлов. Логическая организация процессоров, различных видов памяти, интерфейсов и т. д. основывается на алгебре логики, теории конечных автоматов, дискретной математике.

Предлагаемые методические указания позволяют путем моделирования функциональных цифровых узлов закрепить знания, полученные в лекционных курсах. Студенты, выполнившие работы на компьютерах, усваивают знания о том, что любые операции, выполняемые цифровой системой, сводятся к выполнению логических функций.

Указания предназначены для выполнения лабораторных практикумов по курсам: « Архитектура ЭВМ», «Сети и системы связи», «Телекоммуникационные сети», «Информационная безопасность систем связи», читаемых в Байкальском университете экономики и права на кафедре экономики и менеджмента на предприятиях транспорта и связи.

Указания состоят из трёх частей. В первой части описываются правила работы в пакете PCAD, в котором студенты не только создают, но и моделируют функциональные цифровые узлы.

Вторая часть пособия описывает библиотеку цифровых узлов, применяемых для моделирования. Эта библиотека была создана авторами специально для учебного процесса, снабжена модельными файлами, позволяющими студентам проверить результаты своей работы и исправить ошибки, возникшие при моделировании.

Третья часть указаний – это задания для выполнения работ. Каждый вид задания снабжен примером, чтобы студенты могли самостоятельно разобраться в задании.

Цель практикума:

Изучение логических элементов, функциональных цифровых узлов, элементов памяти, применяемых в современных цифровых системах, в том числе компьютерах и цифровых узлах связи.

Практикум выполняется на уровне функционального моделирования, на базе пакета программ PCAD.

Описание пакета программ PCAD.

В практикуме используется версия PCAD 4.5. Он состоит из четырех программ .

¾ Программа PCCAPS . EXE используется для рисования логических схем из функциональных элементов , имеющихся в библиотеке. Результат – файл с расширением sch.

¾ Программа PCNODES . EXE – выполняет извлечение списка логических связей из графического образа логической схемы. Результат – файл с расширением nlt.

¾ Программа PRESIM . EXE для подготовки моделирования логической схемы. Результат – файл с расширением net.

¾ Программа PCLOGS . EXE – моделирует функционирование логической схемы под воздействием входных сигналов. Результат можно наблюдать на экране монитора в виде пространственно-временной диаграммы или в виде таблицы истинности.

Программа PCAD располагается на диске C.

Работа с редактором PCCAPS . EXE.

Программа состоит из двух процессоров:

1) Схемного процессора (режим DETL)

2) Символьного процессора (режим SYMB)

Каждый процессор выполняет команды главного меню.

Порядок работы с программой

¾ 1.Обращение к программе для работы:

C:>PCAD/PCCAPS.EXE.

¾ После вызова программы на экране появляется меню для выбора режима:

Contigure PCCAPS – установить параметры

Edit clatubase – редактировать базу данных

Exit PCCAPS – выйти из программы.

¾ Вызвать редактор Edit clatubase нажатием клавиши ENTER .

После этого на экране дисплея формируется для работы окно.

Окно графического экрана состоит из 4 частей:

A. В центре находится графическое окно, предназначенное для изображения логической схемы.

B. Справа от окна находится меню команд и подкоманд.

C. Ниже окна располагается зона текста для диалоговой связи между пользователем и программой. В этой зоне пользователь сообщает программе имена компонент и связей схемы, имена необходимых файлов. В этой же зоне даются сообщения об ошибках.

D. Зона состояний. В ней показываются текущие параметры работы, такие как, активный слой, координаты курсора и т.д.

Графический курсор «Крест» локализует объекты на экране монитора. Можно заменить курсор «Крест» на две пересекающиеся линии во весь экран нажатием клавиши Х на клавиатуре, а затем изменить его обратно, нажатием той же клавиши. Курсор управляется «мышью». С помощью «мыши» выбирают команды в меню, при этом крест превращается в прямоугольник.

При отсутствии мыши, исполнение можно произвести с клавиатуры.

¾ Построение логической схемы в окне из стандартных элементов.

В меню устанавливается режим DETL. Команда ENTER / COMP + клавиша клавиатуры F 1. Команда вызывается «мышью», нажатием левой клавиши. Высвечивается имя библиотеки TTL, нажать на клавиатуре ENTER.Высветятся имена логических элементов, курсором выбираем нужный элемент. Библиотека состоит из 3-х страниц, переход на другие страницы производится командами внизу списка элементов страницы. Необходимый элемент находится курсором, нажимается левая клавиша «мыши», курсор перемещается в окно рисования в нужное место, нажимается левая клавиша «мыши». При необходимости можно после этого перевести курсор в другое место и воспроизвести копию этого элемента. Фиксация команды выполняется правой клавишей «мыши».

¾ Команды графического редактирования.

MOVE – перемещение элементов в окне рисования;

COPI – копирование элемента в любое место окна;

ROT – поворот элемента;

DEL – удаление элемента;

EDIT / DELS – удаление части линии.

Для выполнения этих команд необходимо курсором выбирать команду в меню команд, навести курсор на элемент в окне и нажать левую клавишу «мыши».

Для редактирования схемы всего окна можно применять команды.

ZIN – увеличение схемы;

ZOUT – уменьшение схемы;

PAN – сдвиг графического окна.

При выполнении этих команд необходимо курсор ставить в центр окна при командах ZIN или ZOUT.

Смещение курсора вниз от центра сдвигает окно вверх, смещение курсора вправо от центра сдвигает окно влево и т.д.

¾ 2.Проведение соединений входов и выходов логических элементов.

Команда ENTR / WIRE

Навести курсор на необходимый вход (выход), при этом синяя точка около входа (выхода) должна быть захвачена линией, нажать левую клавишу «мыши». При переходе от горизонтальной линии к вертикальной линии необходимо нажать левую клавишу. Нажатие правой клавиши фиксирует выполненное соединение. Для соединения перекрещивающихся проводников, установить курсор в точку пересечения и нажать левую клавишу два раза.

Если синяя точка входа (выхода) после выполнения команды ENTR / WIRE не исчезла, то соединение не произошло и необходимо выполнить команду повторно. Стереть часть линии можно командой EDIT / DELS.

¾ 3.Присваивание имен линиям.

Команда NAME / NET

Курсором выбрать любую точку линии (линия высвечивается белым цветом). На запрос в поле текста: Enter net name ввести с клавиатуры имя линии, нажать левую клавишу «мыши». Появляется маленькое окно, которое ставится в нужном месте схемы, повторно нажимается левая клавиша «мыши», появится имя линии.

4. Запись файла. Команда FILE / SAVE

В ответ на запрос: Enter file name ввести с клавиатуры имя файла, который будет сохранен с расширением sch. При любом изменении (редактировании) построенной логической схемы, необходимо выполнить команду FILE / SAVE. При этом запоминается отредактированный файл под тем же именем.

5. Очистка экрана и памяти.

Команда FILE / ZAP

6. Выход из программы PCCAPS . EXE.

Команда SYS / QUIT

Прежде чем выйти из PCCAPS необходимо проверить сохранение файла командой FILE / SAVE.

7. Просмотр созданного файла.

Чтобы просмотреть созданный файл, необходимо войти в программу PCCAPS . EXE. «Мышью» выбрать команду FILE / LOAD. На запрос: Enter file name: с клавиатуры ввести ИМЯ.sch, нажать Enter. Появится логическая схема файла.

Подготовка схемы для моделирования.

В результате работы с редактором PCCAPS создается файл ИМЯ. sch.

Дальнейший порядок выполнения работы.

1. Вызывается программа PCNODES . EXE.

На запрос вводится с клавиатуры имя файла, нажать ENTR два раза. Получится файл ИМЯ. NLT. Выйти из программы.

2. Вызывается программа PRESIM . EXE.

На запрос вводится ИМЯ. NLT, нажать ENTR два раза получится файл ИМЯ. NET. Выйти из программы. После этих операций задача готова к моделированию.

Работа с программой логического моделирования PCLOGS.EXE

Программа моделирует поведение логической схемы при подаче на вход логических сигналов. Она состоит из трех частей:

¾ описание логической схемы и входные команды;

¾ программа логической обработки;

¾ выход в виде пространственно-временной диаграммы для 16 переменных;

¾ логический уровень в точках логической схемы может принимать значения:

¾ высокий (логическая 1);

¾ низкий (логический 0);

¾ отсутствие сигнала;

¾ неопределенный (z-состояние).

Сигналы выделяются цветами:

зеленый (1 или 0), красный – отсутствие сигнала, желтый – неопределенный.

Изменение сигналов во времени задается во временных циклах. Цикл определяет количество временных шагов. Моделирование при разных частотах входных сигналов производится переопределением времени цикла.

Все сигналы, подаваемые на вход и получаемые на выходе , описываются в командном файле.

Порядок работы с программой PCLOGS.

1. Создание командного файла.

Командный файл создается в любом текстовом редакторе, например, в БЛОКНОТЕ.

Текст командного файла состоит из последовательности указателей:

¾ LOAD имя. net - для загрузки файла, созданного в программе PRESIM.

¾ CYCLE 10 - установление времени цикла в микротактах.

Далее описывается генерация входных сигналов, при этом S1- это логическая единица, S0 – логический 0, запись S1/8 означает подачу логической единицы восемь циклов подряд.

¾ GEN [0 0] х1 ( s 1/8 s 0/2) означает: генерировать сигналы с временами фронта и спада, равным 0, имя сигнала x 1, подается логическая 1 восемь раз, потом логический 0 два раза.

Команды генерации записываются для всех входных сигналов.

¾ PROBE x 1 x 2 F – выбор узлов логической схемы, в которых необходимо отобразить сигналы на экране.

¾ DISPLAY 1 отображение результатов моделирования на экране 1 раз.

¾ PAUSE остановка моделирования, ставится в любом месте командного файла для остановки моделирования. Для продолжения моделирования нажать ENTR. Команда необязательна.

¾ SIM 16 указывается количество циклов моделирования, определяемое задачей.

Пример командного файла для задачи. Задана функция трех переменных таблицей истинности.

По этой таблице строится логическое уравнение, реализуемое в PCCAPS в виде логической схемы. Программы PCNODES и PRESIM подготавливают логическую схему к моделированию. Получается файл F . net.

Командный файл:

LOAD F . net

CYCLE 15

GEN [0 0] x1 (s0/4 s1/4)

GEN [0 0] x2 (s0/2 s1/2)

GEN [0 0] x3 (s0/1 s1/1)

PROBE x1 x2 x3 F

DISPLAY 1

SIM 8

Командному файлу присваивается имя. cmd, он сохраняется и копируется в PCAD.

2. Вызвать для работы программу PCLOGS . EXE.

Для запуска моделирования набрать @ИМЯ. cmd, нажать ENTR .