Розробка ВІС в базисі БМК 1515ХМ1 пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Розробка ВІС в базисі БМК 1515ХМ1 пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне

Опис великої інтегральної схеми пристрою множення. Аналіз розв’язків поставленої задачі, розробка принципової електричної схеми, логічної моделі і тесту перевірки, розрахунок швидкодії. Тестування з використанням пакету прикладних програм OrCAD 9.1.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут інформаційних технологій і комп'ютерної інженерії
В курсовій роботі розроблена велика інтегральна схема пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне, в базисі БМК 1515ХМ1.
Проведений багатоваріантний аналіз розв'язків поставленої задачі, розроблено принципову електричну схему, логічну модель і тест перевірки. Також розраховано швидкодію та визначено необхідну кількість базових комірок. Розробка схеми електричної принципової, її моделювання та тестування проведено з використанням пакету прикладних програм OrCAD 9.1.
Схеми пристрою, автоматичне трасування та трафаретні креслення з'єднань наведені у додатках.
на курсову роботу з дисципліни ”Системи автоматизованого проектування засобів обчислювальної техніки”
Розробити в базисі БМК 1515ХМ1 велику інтегральну схему пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне. Провести багатоваріантний аналіз розв'язку поставленої задачі, розробити електричну принципову схему, логічну модель, тест перевірки, розрахувати швидкодію, визначити кількість базових комірок, виконати трасування.
– кількість базових комірок - не більше 50;
– затримка операції - не більше 100 нс.
Трасування виконати в автоматичному та ручному режимах.
Затверджено на засіданні кафедри ПЗ, протокол № 2 від 18 вересня
1. БАГАТОВАРІАНТНИЙ АНАЛІЗ ВИРІШЕННЯ ОСНОВНОЇ ЗАДАЧІ
2. РОЗРОБКА СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРИНЦИПОВОЇ
5. РОЗРОБКА ТЕСТУ ПЕРЕВІРКИ ТА ЛОГІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ
Додаток Б. СХЕМА ЕЛЕКТРИЧНА ПРИНЦИПОВА
Додаток В. ТРАФАРЕТ АВТОМАТИЧНОГО ТРАСУВАННЯ
Додаток Г. ТРАФАРЕТ РучнОГО трасування
Основним засобом зниження вартості проектування і, головне, прискорення темпів розробки нових видів мікроелектронної апаратури є системи автоматизованого проектування (САПР). Для часткової уніфікації топології інтегральних схем (ІС) використовувалось проектування схем на основі набору типових комірок.
Базовий матричний кристал (БМК) - велика інтегральна схема, яка на відміну від ПЛІС програмується технологічно, шляхом нанесення маски з'єднань останнього шару металізації. БМК з маскою замовника звичайно виготовлялися під замовлення невеликими серіями. Вказані елементи розташовуються на кристалі матричним способом (в кутах прямокутної решітки). Тому такі схеми часто називають матричними ВІС. Як і в схемах на типових комірках топологія набору логічних елементів розробляється завчасно. Однак у даному випадку топологія логічного елемента створюється на основі регулярно розташованих найпростіших елементів[1].
Бібліотека логічних елементів розроблена на основі компонентів базової комірки. Бібліотечний елемент реалізується за допомогою тої чи іншої топологічної конфігурації в змінному шарі. Топологія кожного елемента БМК однозначно визначає його функціональний зміст[2].
Структурно БМК є матрицею, яка складається з 22 стовпців і 46 рядків комірок типу VW, між якими перебувають полікремнієві шини комутації. По периметру кристалу розміщені елементи входу-виходу з контактними площадками. Метою даного курсового проекту є отримання навичок розробки принципових схем за допомогою різних методів, проведення трасування і тестування роботи пристрою.
1 . Б агатоваріантний аналіз вирішення основної задачі
Поставлену задачу можна вирішити різними способами:
– розробити схему комбінаційного типу;
– скласти структурній пристрій множення на базі суматора.
Якщо використовувати матриці множення, то потрібно організувати відповідні умови даної задачі. При цьому буде істотна апаратна надлишковість, а відповідно високі апаратні затрати, проте можна досягти високої швидкодії.
Якщо складати пристрій на базі суматора, то необхідно організовувати складну структуру з керуючим автоматом. В цьому випадку матимемо не тільки високі апаратні витрати, а й невисоку швидкодію. Також нераціональним є розробка керуючого автомату для такої нескладної задачі[3].
Схема комбінаційного типу в даному випадку має ряд переваг:
– простота та прозорість реалізації;
– мінімальна можливість збою при правильній реалізації.
Отже, найдоцільнішим варіантом вирішення поставленої задачі є розробка комбінаційного пристрою.
Наступною задачею в побудові схеми є мінімізація функцій розрядів вихідної змінної. Мінімізація проводиться згідно з табл. 2.1 за допомогою діаграм Вейча(рис. 2.1 - 2.5).
Рисунок 2.1 - Діаграма Вейча для функції С1
Рисунок 2.2 - Діаграма Вейча для функції С2
Рисунок 2.3 - Діаграма Вейча для функції С4
Рисунок 2.4 - Діаграма Вейча для функції С8
Рисунок 2.5 - Діаграма Вейча для функції С16
Відповідно до побудованих діаграм Вейча для функцій С записується їх аналітичний вигляд і приводяться до базису БМК.
Результуюча схема утворюється при реалізації даних функцій в базисі БМК1515. Схема електрична принципова наведена в додатках(Додаток Б)
Проектуючи принципові електричні схеми, слід приблизно оцінити середній сумарний час затримки на ланцюжку логічних елементів, не враховуючи паразитних ємностей.
Середній сумарний час затримки обчислюється за формулою:
де Т і - середній час затримки поширення сигналу на і-му елементі.
Через розкид технологічних параметрів середній час затримки поширення сигналу може відрізнятися від обчислених даних, тому треба мати запас за цим параметром[4].
T 1 = Z1 + V4V4 + V1 W 2 + + V2 + Z2 = 14,3 + 24,4 + 20 + 3,3 + 14,3 = 76,3(нс)
T 2 = Z1 + V4V4 + V1W3 + W 8 + V3 + V1 + V2 + Z2 = 14,3 + 24,4 + 12 + 6 + 6+3,8+3,3+14,3 = 84,1(нс)
T 3 = Z1 + V4V4 + V1W2 + V1 + V4 + V3 + V1 + V2 + Z2 = 14,3 + 24,4 + 20 + 3,8 + 6+6+3,8+3,3+14,3 = 95,9(нс)
T 4 = Z1 + V4V4 + V1W 3 + V1W 2 + V1 + V2 + Z2 = 14,3 + 24,4 + 12 + 20 + 3,8 + 3,3 + 14,3 = 92,1(нс)
T 5 = Z1 + V 4 V 4 + V3 + V2 + Z2 = 14,3 + 24,4 + 6 + 3,3 + 14,3 = 62,3(нс)
З розглянутих шляхів проходження сигналу найдовшим є Т 3 . Отже, затримка розробленої схеми становить Т = 95,9(нс). Можна зробити висновок, що схема задовольняє поставлені вимоги.
Логічне моделювання цифрового виробу полягає в розробці та послідовному налагодженні логічної моделі, яка є сукупністю проектної інформації про електричну схему і конструктивних виводів у обсязі, достатньому для проектування топології й автоматичного синтезу програм контролю. Опис електронної схеми зводиться до послідовного опису структур, що її покривають. При цьому кожний функціонально-закінчений фрагмент, який повторюється, подається окремою структурою і ідентифікується своїм ім'ям. Описуючи зв'язки, кожний вивід згадується тільки один раз. Поява імені будь-якого виводу ще один раз вважається помилкою.
Виконаємо логічне моделювання даного пристрою:
(patternName "DIP.100B/18/W.300/L.1050")
(patternName "DIP.100B/18/W.300/L.1050")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/66/W.300/L.3450")
(patternName "DIP.100B/66/W.300/L.3450")
(patternName "DIP.100B/66/W.300/L.3450")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/10/W.300/L.650")
(patternName "DIP.100B/66/W.300/L.3450")
(patternName "DIP.100B/66/W.300/L.3450")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
(patternName "DIP.100B/28/W.300/L.1550")
5 . Р озробка тесту перевірки та логічне моделювання
Для того щоб цілком перевірити розроблений цифровий пристрій необхідно перебрати всі можливі комбінації на інформаційних входах пристрою, та перевірити відповідність вихідних послідовностей до таблиці істинності(табл. 1.1).
Часова діаграма роботи розробленого пристрою зображена на рисунку 5.1.
Рисунок 5.1 - Часова діаграма тесту перевірки
Наведена часова діаграма роботи пристрою показує, що розроблений пристрій працює правильно.
Розрахунок показує, що при оптимальному розміщенні для реалізації лічильника на основі БМК 1515ХМ1 необхідно 34 базових комірок.
Результат розв'язку задачі трасування залежить не тільки від застосованого алгоритму прокладки трас, а ще й від розв'язання низки пов'язаних між собою задач. Серед них можна виділити чотири базові задачі [1].
3. Визначення порядку трасування в кожному шарі;
4. Проведення з'єднань або власне трасування.
Трасування БМК зводиться до нанесення електричних зв'язків між вибраними комірками з допомогою змінного шару металізації. Основою для виконання трасування є технологічне креслення-трафарет для розводки. Трафарет - це спрощене зображення базового кристалу і додаткова інформація в умовному вигляді, на який накладається і з'єднується плівка для нанесення шарів розведення. Комірка типу VW складається з двох частин, розділених полікремнієвою шиною. Перша вміщує 4 транзистора, друга - 8. Комірка VN типу побудована на базі чотирьох транзисторів, тому її прив'язка відноситься до чотиритранзисторної частини комірки. Комірка WN типу побудована на базі восьми транзисторів, і місце її прив'язки визначається у восьмитранзисторній частині комірки.
W - визначає, що комірка закінчується у восьмирозрядній частині комірки;
M - кількість полікремнієвих шин, які відділяють чотиритранзисторну частину комірки від восьмитранзисторної.
Якщо яка-небудь комірка не використовується, то на кресленні трасування залишаються порожні місця. В полі комутації можливе проведення провідників двох типів: полікремнієвих і алюмінієвих.
Горизонтальні лінії - це полікремнієві провідники, які покриті діелектрик-ним матеріалом, що дозволяє проводити над ними алюмінієві провідники. Контактні з'єднання з полікремнієвими провідниками можливі лише в спеціально відведених місцях (контактні площадки - вузли сітки). При виконанні креслень полікремнієві шини виконуються червоним кольором, алюмінієві провідники - чорним, а вертикальні лінії - зеленим кольором[5-6].
Для ручного трасування було взято фрагмент схеми, наведений на рис. 7.1.
Рисунок 7.1 - Фрагмент схеми для ручного трасування
Трафарети автоматичного та ручного трасування наведені в додатках.
При виконанні курсової роботи була розроблена велика інтегральна схема пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне на основі БМК 1515ХМ1. При синтезі використовувались базові бібліотечні елементи серії 1515ХМ1.
1. Методичні вказівки до проектування цифрових пристроїв на основі базових матричних кристалів для студентів спеціальності 2204 усіх форм навчання. /Сост. О.Н. Романюк - Вінниця: ВПИ, 1992./ - 36 с.
2. Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин. - Л.: Машиностроение. Ленинград. отд-ние, 1979. - 384с.
3. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник / Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, Ю.П. Иванов; Под ред. Б.Н. Файзулаева, Б.В. Тарабрина. - М.: Радио и связь, 1986. - 386с.
4. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В.Тарабрин и др.; Под ред. Б.В. Тарабрина. - М.: Энергия, 1985.
5. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / М.И.Богданович и др.- Мн.: Беларусь: Полымя, 1996.
6. Корнейчук В.И. и др. Вычислительные устройства на микросхемах: Справочник. - К.: Техніка, 1986.
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут інформаційних технологій і комп'ютерної інженерії
Розробити в базисі елементів БМК 1515ХМ1 велику інтегральну схему пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне.
1. Галузь застосування - пристрої обчислювальної техніки.
2. Основа розробки - робочий навчальний план дисципліни.
3. Мета та експлуатаційне призначення:
а) мета - отримання практичних навичок з автоматизованого проектування ВІС на основі БМК;
б) призначення розробки - навчальна курсова робота з дисципліни „САПР ЗОТ ”.
4. Джерела розробки - індивідуальне завдання на курсову роботу з дисципліни та інші технічні матеріали до розрахунків та розробки схем.
Функціональне позначення пристрою наведено на рисунку A.1.
Рисунок A.1 - Функціональне позначення схеми пристрою
Розроблювальний пристрій містить такі входи та виходи:
С - вхід, який використовується для переключення тригерів відповідно до вхідних сигналів;
D - технічний вхід, на який подається 0.
R - виконує функцію скидування тригерів в 0.
А1, А2 - інформаційні входи, що задають 2-розрядне число;
В1, В2, В4 - інформаційні входи, що задають 3-розрядне число;
С1, С2, С4, С8, С16 - інформаційні виходи, що визначають вихідне число.
Кількість базових комірок не більше 50 шт, швидкодія не більше 100 нс..
Забезпечити стабільну роботу пристрою за умов його експлуатації в температурному діапазоні +5єС…+40єС і відносній вологості повітря не більше 75% та тиску - 720-740мм. рт. ст..
Пристрій виконується у вигляді ВІС в базисі елементів БМК 1515 ХМ1.
9. Термін служби пристрою, рік - 100.
10. Показник безвідмовності, рік - 10.
11. Вимоги до рівня уніфікації та стандартизації
При розробці пристрою слід максимально використовувати стандартні і уніфіковані деталі.
12. Графічна та текстова документація розробленого пристрою повинна відповідати діючим стандартам України
13. Стадії та етапи розробки пристою
Крайні терміни виконання КП - 7 грудня 2009р.
Початок розробки - 26 вересня 2009 р.
Виконання етапів графічної та розрахункової документації курсової роботи контролюється викладачем згідно з графіком виконання проекту.
Прийняття курсової роботи здійснюється комісією, затвердженою зав. кафедрою згідно з графіком захисту.
Коректування технічного завдання допускається з дозволу керівника проекту.
Розробив студент гр. 1ПЗ-09сп _________________ Кравець В.В.
Створення схеми електричної принципової годинника-будильника-термометра з ІЧ ПК. Призначення проектуємого пристрою. Розробка структурнї та електричної принципової схеми пристрою та програми тестування роботи пристрою, розрахунок надійності його роботи. курсовая работа [935,6 K], добавлен 23.03.2009
Створення схеми електричної принципової МР-3 програвача – приставки до ПК, структурної та загальної схеми. Призначення проектуємого пристрою. Принцип роботи окремих ВІС. Розробка програми тестування роботи пристрою, розрахунок надійності його роботи. курсовая работа [527,4 K], добавлен 24.03.2009
Опис результату розробки архітектури пристрою та його структурної схеми на рівні міжрегістрових передач. Система для виконання тестування пристрою, результати його симуляції у формі часових діаграм. Cинтез розробленої VHDL-моделі пристрою в ПЛІС. курсовая работа [1,2 M], добавлен 03.03.2015
Розбиття загальної задачі на під задачі. Вибір засобу реалізації кожної з підзадач. Обґрунтування вибору ОМК для вирішення задачі. Функціональна схема пристрою та її короткий опис. Алгоритм роботи МКП. Розподіл пам’яті даних та програм. Текст програми. контрольная работа [508,3 K], добавлен 21.01.2009
Конструктивний розрахунок блоку порівняння між лічильником віднімання та суматором з використанням тригерів. Призначення і склад пристрою, технічні вимоги. Обгрунтування умов експлуатації. Розробка та опис конструкції; розрахунок технологічності блоку. курсовая работа [81,2 K], добавлен 19.08.2012
Розробка структурної схеми. Опис основних елементів мікропроцесора. Вибір підходящої структури процесорного елемента та його опис. Реалізація пристрою управління. Розробка мікропрограми та загальний алгоритм виконання процесором команди SBR Rm, B. контрольная работа [83,6 K], добавлен 04.06.2009
Розробка структурної та принципипової схеми мікропроцесорної системи, їх структура и головні елементи. Розробка програми мікропроцесора, а також пристрою для блоку воду-виводу, схеми дешифратора. Інтерфейс і закономірності зв’язку в комп’ютером. курсовая работа [639,9 K], добавлен 09.09.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Розробка ВІС в базисі БМК 1515ХМ1 пристрою множення, який множить 3-розрядне число на 2-розрядне курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат: NAFTA Essay Research Paper If NAFTA made
Курсовая работа по теме Разработка технологического процесса механической обработки колеса зубчатого 6Р12.31.58А
Великодушие И Милосердие Что Это Такое Сочинение
Лабораторная Работа Выработка
Курсовая работа по теме Правовое законодательство РФ о контрабанде
Контрольная работа по теме История государства и права зарубежных стран
Контрольная работа по теме Организация работы предприятия общественного питания
Эссе Тайна Гор 70 80 Слов
Дневник Производственной Практики Уход За Больными
Информационные Ресурсы Предприятия Реферат
Методика Проведения Аналитических Процедур Курсовая Работа
Источники Для Эссе По Обществознанию
Анализ трудовых ресурсов предприятия
Гейдман 3 Класс Самостоятельные И Контрольные Работы
Курсовая Работа На Тему Лінійна Залежність N–Мірних Векторів. Програма
Особо Охраняемые Территории Ростовской Области Реферат
Лекции по Гражданскому и торговому праву зарубежных стран
Реферат по теме Женский подвиг на войне
Общие Вопросы Охраны На Автомобильном Транспорте Реферат
Реферат по теме Кредитный портфель
Створення топографічного плану масштабу 1:2000 стереотопографічним методом - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Страны Африки. Ливия - География и экономическая география презентация
Разработка игры "крестики-нолики" - Программирование, компьютеры и кибернетика контрольная работа