TR NG ĐI H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ
VI N ĐI N T - VI N THÔNGỆ Ệ Ử Ễ
*****************************
BÁO CÁO
THÍ NGHI M ĐI N T SỆ Ệ Ử Ố
H tên sinh viên: Nguy n Quang Tu nọ ễ ấ
Mã l p thí nghi m: 31389ớ ệ
Mã s SV: 20093004ố
L p: Đi n t - Vi n thông 01 - K54ớ ệ ử ễ
Email: nqt.dtvt1@gmail.com
Hà N i – T11/2011ộ
Bài 1: Gi i thi u v Quartus II và quy trình thi t k FPGAớ ệ ề ế ế
Câu h i: ỏT i sao ph i mô ph ng v ch c năng và th i gian ?ạ ả ỏ ề ứ ờ
Tr l i : ả ờ
Mô ph ng v ch c năng đ ki m tra xem m ch đã th c hi n đngỏ ề ứ ể ể ạ ự ệ ứ
v i yêu c u thi t kê ch a. T đó s a l i m ch cho đúng v i yêu ớ ầ ế ư ừ ử ạ ạ ớ
c u đt ra.ầ ặ
Mô ph ng v th i gian đ đánh giá t c đ x lí c a m ch đã thi tỏ ề ờ ể ố ộ ử ủ ạ ế
k và xét đn nh ng kho ng th i gian tr c a các c ng logic.ế ế ữ ả ờ ễ ủ ổ
Bi t đc l ng th i gian c n thi t đ có tín hi u đúng, n đnh đế ượ ượ ờ ầ ế ể ệ ổ ị ể
s d ng ti p. N u k t qu đu ra có s d ng đ làm đu vào đử ụ ế ế ế ả ầ ử ụ ể ầ ể
x lí ti p thì c n bi t sau th i gian bao nhiêu thì m i l y k t qu ử ế ầ ế ờ ớ ấ ế ả ở
đu ra đó đ có k t qu chính xác h n.ầ ể ế ả ơ
Bài 4: Thi t k b so sánh 3 bitế ế ộ
Câu 1: Có bao nhi u ph ng án thi t k b so sánh 8 bít? Khó khăn ề ươ ế ế ộ
c a các ph ng án đó khi th c hi n ra sao?ủ ươ ự ệ
Tr l i : ả ờ
So sánh t ng bit m t, th t t cao xu ng th p và đa ra k t qu ừ ộ ứ ự ừ ố ấ ư ế ả
nh b so sánh 3 bit. Cách này có đng đi tín hi u dài, qua nhi uư ộ ườ ệ ề
ph n t logic nên x lí ch m, t c đ th c hi n không nhanh.ầ ử ử ậ ố ộ ứ ệ
Chuy n s 8 bit thành s có d u b ng cách thêm 1 bit vào đu ể ố ố ấ ằ ầ
thành 9 bit, sau đó dùng b c ng có d u đ tr 2 s cho nhau. Xétộ ộ ấ ể ừ ố
d u k t qu xem là s có d u hay không có th đi đn k t lu n là ấ ế ả ố ấ ể ế ế ậ
l n h n hay bé h n. Cách này n u dùng b c ng Ripple-carry thì ớ ơ ơ ế ộ ộ
2
ch m, do đng đi tín hi u dài. N u dùng b c ng carry-ậ ườ ệ ế ộ ộ
lookahead thì có k t qu xét d u nhanh h n, cách này ch c n ế ả ấ ơ ỉ ầ
quan tâm đn d u, không c n quan tâm đn k t qu nh n đc. ế ấ ầ ế ế ả ậ ượ
Nh ng khi so sánh s nhi u bit thì b carry-lookahead s ph c ư ố ề ộ ẽ ứ
t p, có v n đ v fan-in....ạ ấ ề ề
Câu 2 : Đng đi dài nh t c a b so sánh 3 bít này b ng bao nhiêu? ườ ấ ủ ộ ằ
T c đ t i đa cho phép đi v i b so sánh này b ng bao nhiêu?ố ộ ố ố ớ ộ ằ
Tr l i :ả ờ
M i l n so sánh 1 bit thì đng đi dài nh t c 3 đu ra B, N, L ỗ ầ ườ ấ ở ả ầ
nh nhau, đu là 1 c ng NOT, 1 c ng AND-3 và 1 c ng OR-2 => đngư ề ổ ổ ổ ườ
đi dài nh t là 3. T đó ta có đng đi dài nh t c a tín hi u là 9, đi qua 3 ấ ừ ườ ấ ủ ệ
công NOT, 3 c ng AND-3 và 3 c ng OR-2. T c đ t i đa cho phép c a ổ ổ ố ộ ố ủ
b so sánh này b ng Delay c a t ng các c ng k trên.ộ ằ ủ ổ ổ ể
Câu 3: S ph n t đc dùng cho thi t k này là bao nhiêu?ố ầ ử ượ ế ế
Tr l i :ả ờ
9 c ng NOT , 12 c ng AND-3 và 9 c ng OR-2.ổ ổ ổ
Bài 5: M ch dãy, xây d ng b đmạ ự ộ ế
Câu 1: Phát tri n b đm này thành b đm 8 bit nh th nào ?ể ộ ế ộ ế ư ế
Tr l i :ả ờ
Ta có th ghép 2 b đm 4 bit v i nhau thành b đm 8 bit, đt bể ộ ế ớ ộ ế ặ ộ
đm th nh t làm 4 bit cao, 4 bit th 2 làm 4 bit th p , v i xung clock ế ứ ấ ứ ấ ớ
c a b 4 bit th 1 có chu kì b ng 16 l n xung clock c a b đm th 2. ủ ộ ứ ằ ầ ủ ộ ế ứ
Khi đó m i khi b 4 bít th 2 đm t 0 đn 15 rùi quay v 0 thì b đm ỗ ộ ứ ế ừ ế ề ộ ế
3
th 1 đc đm 1 l n, t o thành b đm 8 bit. Có th đt xung clock ứ ượ ế ầ ạ ộ ế ể ặ
c a b đm th 1 b ng cách And t t c các bit c a b đm th 2, khi ủ ộ ế ứ ằ ấ ả ủ ộ ế ứ
t t c 4 bít đu b ng 1 thì s xu t hi n xung clock cho b đm th ấ ả ề ằ ẽ ấ ệ ộ ế ứ
nh t .ấ
S đ b đm 4 bit:ơ ồ ộ ế
Phát tri n thành b đm 8 bit:ể ộ ế
Câu 2 : Đng đi dài nh t c a các liên k t trong b đm này b ng bao ườ ấ ủ ế ộ ế ằ
nhiêu? T c đ t i đa cho phép đi v i b so sánh này b ng bao nhiêu ?ố ộ ố ố ớ ộ ằ
Tr l i :ả ờ
4
Đng đi dài nh t c a liên k t trong b đm là Y[2] : qua 1 c ng ườ ấ ủ ế ộ ế ổ
Not, 1 And3 và 1 Or 2 , đ dài b ng 3.ộ ằ
Gi x đ tr c a các c ng logic đu là ∆t, qua 3 c ng s tr 3 ∆t.T ả ử ộ ễ ủ ổ ề ổ ẽ ễ ừ
đó suy ra t c đ t i đa cho phép ph i l n h n 3∆t và l n h n xung ố ộ ố ả ớ ơ ớ ơ
clock.
Câu 3: S ph n t dùng trong m ch này g m : 4 T-flipflop , 3 NOT, 3 ố ầ ử ạ ồ
AND-3 , 1 OR-2.
Bài 6 : Tr ng thái máy h u h n FSMạ ữ ạ
Xây d ng m ch ki m tra n u chu i bit là “11101” thì cho ra z=1 , n u ự ạ ể ế ỗ ế
khác thì cho ra z=0.
Tr l i :ả ờ
Ta s duy t chu i bit t trái qua ph i .ẽ ệ ỗ ừ ả
Ý t ng : Dùng 6 tr ng thái đ mô t m ch. Tín hi u đa xung vào là Xưở ạ ể ả ạ ệ ư
Tr ng tháiạMô tả
Sw Tr ng thái ban đu ch a có bit nàoạ ầ ư
ho c có bit ‘0’ặ
S1 Phát hi n đc 1 bít ‘1’ệ ượ
S11 Phát hi n đc chu i “11”ệ ượ ỗ
S111 Phát hi n đc chu i “111”ệ ượ ỗ
S1110 Phát hi n đc chu i “1110”ệ ượ ỗ
S11101 Phát hi n đc chu i “11101”ệ ượ ỗ
- B ng chuy n tr ng thái nh sau: ả ể ạ ư
5