GAL 22V10 Herramientas software

Transcripción

1 GAL22V10 GAL 22V10 Herramientas software Departamento de Electrónica Fundación San Valero Dispositivo GAL 22V10 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DEL DISPOSITIVO 1

2 Dispositivo GAL 22V10 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DEL MÓDULO DE TRABAJO Fases del diseño 2

3 Herramientas Software Para realizar la programación en ABEL es necesario utilizar el software: ISPDesignExpert de Latticce para posteriormente programar el dispositivo GAL22V10. Herramientas Software Para la grabación del dispositivo es necesario utilizar la herramienta software ISPVM System de Latticce para la programación de este dispositivo. 3

4 Iniciar un proyecto INICIAR UN PROYECTO Seleccionar dispositivo haciendo doble click en el icono del dispositivo Seguidamente seleccionar la fuente con la que vamos a trabajar (ABEL-HDL) Iniciar un proyecto Tras definir el nombre del módulo, fichero y titulo podemos comenzar a escribir el programa Una vez escrito el programa lo grabamos y pinchamos en Ejemplo.abl 4

5 Iniciar un proyecto Seguidamente debemos ejecutar: Compilador Lógico: Compile Logic Chequeo de sintaxis: Check Sintax Obtener las ecuaciones reducidas: Reduce Logic Iniciar un proyecto Una vez hemos comprobado que el fichero es correcto se procede a obtener el fichero JEDEC que se empleará posteriormente en la grabación del dispositivo. Para ello seleccionar en la parte izquierda Source in Project el dispositivo GAL22V10C y ejecutar cada una de las opciones a la derecha: Link Design, Fit Design Crear mapa de fusibles: Create Fuse Map 5

6 Simulación en proteus Una vez generado el fichero.jed realizamos el diseño del circuito en Proteus y cargamos el fichero para su ejecución. Simulación en proteus Si pulsamos Play podremos ver el funcionamiento real del circuito. 6

7 Lenguaje HDL Lenguaje HDL (Hardware Description Languages) Departamento de Electrónica Fundación San Valero Lenguaje HDL HDL es un lenguaje de descripción de sistemas digitales. Es de tipo no estructurado y permite la descripción de cualquier lógico tanto combinacional como secuencial. La descripción del circuito se puede realizar empleando tablas de verdad, ecuaciones lógicas y, para los sistemas secuenciales diagramas de estado. SINTAXIS DEL PROGRAMA HDL: Cabecera: Inicia el comienzo del programa Abel. El nombre del programa se indica tras el comando Module. Tenemos la opción de añadir un título tras la sentencia Title. Declaraciones: En este apartado se realiza una relación entre los nombres de las señales que se van a emplear durante el programa y los pines de E/S del chip a los que corresponden. Es importante conocer cuáles son los números de pines del dispositivo con el que trabajamos para no cometer errores. En este apartado también podemos realizar declaraciones de constantes, sin más que poner el nombre de la misma seguido del signo igual (=) y el valor que deseamos posea a lo largo del programa. 7

8 Lenguaje HDL Descripción lógica: Este es el cuerpo principal del programa Abel. Es donde se realiza la descripción lógica del proyecto a resolver. Cuando se compila, se obtiene un fichero interpretado por el grabador y que define las conexiones internas que hay que realizar sobre el dispositivo GAL. Fundamentalmente podemos encontrar tres tipos de estructuras dentro de la descripción lógica: tablas de la verdad, ecuaciones lógicas y diagramas de estado para aplicaciones secuenciales. Vectores de test: Este apartado es opcional y en el se pueden indicar una serie de vectores que serán aplicados para comprobar el correcto funcionamiento de la aplicación. Dicha comprobación se puede simular a nivel de software y permite comprobar el chip una vez grabado. En los vectores de test se indica tanto el valor que pueden tener las entradas como el valor que deben adquirir las salidas en función de esas entradas. Final del programa: Se indica el comando End seguido del nombre del fichero. Cuando el compilador encuentra dicho comando, se finaliza el proceso de compilación. Lenguaje HDL 8

9 Normas de sintaxis en HDL Una línea puede tener hasta 150 caracteres Cada linea termina mediante un retorno de carro Las palabras clave, identificadores y números deben estar separados por al menos un espacio. Excepciones a esta regla son las listas de identificadores separados por comas, expresiones donde los identificadores o números son separados por operadores o donde la separación la proporciona los paréntesis. Ni espacios, ni puntos pueden ser incluidos en una palabra clave, número, operador o identificador. Los espacios pueden aparecer en cadenas de caracteres, comentarios, bloques y argumentos. Las palabras clave se pueden escribir en mayúsculas, minúsculas o combinadas. Los identificadores pueden ser escritas en mayúsculas, minúsculas o combinadas, pero es sensible al tipo de letra: el identificador, salida, escrito completamente en minúsculas, no es el mismo que el identificador Salida. Caracteres y constantes Caracteres soportados: a - z (lowercase alphabet) A - Z (uppercase alphabet) 0-9 (digits) <space> # $? + & * ( ) - _ = + [ ] { } ; : ' " ` \, < >. / ^ % Cosntantes soportadas:.c. Entrada registrada (transición 0-1-0).D. Reloj con el flanco de bajada.f. Señal flotante de entrada o salida.k. Entrada registrada (transición 1-0-1).P. Registro pre cargado.u. Reloj c9on flanco de subida.x. Condición indeterminada.z. Valor triestado 9

10 Ecuaciones Lógicas Para la realización de ecuaciones lógicas en Abel, disponemos de cuatro tipos de operadores: Operadores lógicos: Operador Descripción! NOT & AND # OR $ XOR!$ XNOR Operadores aritméticos: Operador Ejemplo Descripción - -A Complemento a 2 - A-B Resta + A+B Suma No Válidos para conjuntos: * A*B Multiplicación / A/B División entera sin signo % A%B Módulo, resto de división << A<<B Rotar A a izquierda B bits >> A>>B Rotar B a izquierda B bits Operadores y Tablas de verdad Operadores relacionales: Operador Descripción == igual!= no es igual < menor que <= menor o igual que > Mayor que >= mayor o igual que TABLAS DE VERDAD: Las tablas de la verdad definen la lógica de los circuitos mediante una lista en la que se especifican los valores que deben tomar las salidas para cada combinación de las señales de entrada. Las tablas de la verdad pueden emplearse para la resolución de ejercicios combinacionales, cuando se realiza la asignación -> entre las señales de entrada y de salida. En este caso es necesario que las señales de salida sean definidas como combinacionales mediante la declaración: istype com También es posible para secuenciales mediante: istype reg 10

11 Bloques de ecuaciones El bloque de ecuaciones permite especificar funciones más complejas y obtener ecuaciones más fáciles de interpretar. Un bloque se define cerrándolo entre llaves ({}). CASE: La sentencia CASE se emplea bajo la sección State_diagram para indicar la transición de un estado de la máquina cuando hay múltiples condiciones que afectan la transición de estados. Se pueden encadenar sentencias CASE con IF-THEN-ELSE, GOTO y otras sentencias CASE, y se pueden además usar bloques de ecuaciones. IF-THEN-ELSE: Es una forma fácil de describir la progresión de un estado a otro en una máquina de estados. La expresión que sigue a la palabra clave IF es evaluada y, si el resultado es verdadero, la máquina va al estado indicado por state_exp que sigue a la palabra clave THEN. Si el resultado de la expresión es falso, la máquina avanza al estado indicado por la palabra clave ELSE. Bloques de ecuaciones Ejemplo IF-THEN-ELSE: IF A==b THEN 2; Si A es igual a B ir al estado 2 IFX-YTHENJELSEK; Six-ynoesoj,sinok WHEN-THEN-ELSE: Esta sentencia se emplea en ecuaciones. WITH: La sentencia With se emplea en la sección de diagramas de estados. Cuando se usa conjuntamente con sentencias IF-THEN o CASE, permite escribir en términos de transiciones GRAFICOS DEC ESTADO: Es posible definir en Abel el comportamiento de un sistema secuencia sincrono, que comienza con la palabra clave STATE_DIAGRAM. En estas estructuras secuenciales pueden usarse sentencias de alto nivel como IF..THEN y CASE, la sintaxis es la siguiente: STATE_DIAGRAM lista_de_variables_de_estado o bien STATE_DIAGRAM vewctor_de_estado 11

12 12 Ejemplos de programación GND 1 GND I0-CLK(2) 5 I1(3) 6 I2(4) 7 I3(5) 8 I4(6) 9 I5(7) 10 I6(9) 11 I7(10) 12 I8(11) 13 I9(12) 14 I10(13) 15 I11(16) 16 I/O/Q0(17) 17 I/O/Q1(18) 18 I/O/Q2(19) 19 I/O/Q3(20) 20 I/O/Q4(21) 21 I/O/Q5(23) 22 I/O/Q6(24) 23 I/O/Q7(25) 24 I/O/Q8(26) 25 I/O/Q9(27) 26 PLD LED LED LED LED Ejemplos de programación GND 1 GND I0-CLK(2) 5 I1(3) 6 I2(4) 7 I3(5) 8 I4(6) 9 I5(7) 10 I6(9) 11 I7(10) 12 I8(11) 13 I9(12) 14 I10(13) 15 I11(16) 16 I/O/Q0(17) 17 I/O/Q1(18) 18 I/O/Q2(19) 19 I/O/Q3(20) 20 I/O/Q4(21) 21 I/O/Q5(23) 22 I/O/Q6(24) 23 I/O/Q7(25) 24 I/O/Q8(26) 25 I/O/Q9(27) 26 PLD a b f c g d e DPY a b c d e f g 8 dp dp D DPY_7-SEG_DP R1 220

13 Ejemplos de programación EXPENDEDORA DE CAFÉ: Vamos a realizar el control del monedero de una máquina de café. Cada café vale 100 pesetas y también se admiten monedas de 25, 50 y 100. La expendedora posee incorporado un circuito que detecta las monedas y envia dos señales eléctricas para indicarnos qué moneda se ha introducido. Si las señales indican 00 no hay ninguna moneda introducida, si se indica 01, se ha introducido una moneda de 25, con 10 una de 50 y con 11 una de 100 pesetas. Cuando se hayan insertado las monedas suficientes se activará una señal que indicará la salida del café. Inicialmente tendremos 5 estados: Cuando no haya ninguna moneda introducida El final cuando alcancemos o superemos el precio Los otros tres estados posibles serán (Hay25, Hay 50 y Hay 75) Después de llegar al estado fin y servir el café, se deberá ir automáticamente al estado Vacio en el siguiente ciclo de reloj. Ejemplos de programación GND GND I0-CLK(2) I1(3) I2(4) I3(5) I4(6) I5(7) I6(9) I7(10) I8(11) I9(12) I10(13) I11(16) I/O/Q0(17) I/O/Q1(18) I/O/Q2(19) I/O/Q3(20) I/O/Q4(21) I/O/Q5(23) I/O/Q6(24) I/O/Q7(25) I/O/Q8(26) I/O/Q9(27) PLD RELOJ RESET A CAFE Q2 Q1 Q0 B 13