ActiveCAD.pdf

Elektronika i techniki mikroprocesorowe

Przewodnik po programie ActiveCAD

Wprowadzenie

Program ActiveCAD jest uniwersalnym środowiskiem komputerowym służącym do

wspomagania projektowania programowalnych układów cyfrowych. Uniwersalność pakietu

ActiveCAD polega na tym, że może on współpracować z układami programowalnymi

różnych firm (Lattice, Altera).

ActiveCAD jest pakietem programów pozwalających na projektowanie układów

cyfrowych wykorzystujący jedną lub kilka metod wspomagania projektowania. Wśród metod

projektowania układów programowalnych można wyróżnić trzy zasadnicze:

- schematu graficznego (Schematic Editor)

- opisu za pomocą języka VHDL (HDL Editor)

- grafów przejść (State Editor)

Przy realizowaniu projektu można korzystać z wszystkich powyższych metod, a następnie

pakiet ActiveCAD wszystkie sposoby opisu kompiluje do postaci opisu za pomocą języka

VHDL. W oparciu o opis VHDL ActiveCAD generuje plik kodu maszynowego

rozpoznawalny przez matrycę programowalną.

Na laboratorium studenci zapoznają się jedynie z pierwszą metodą tworząc schematy

opisujące realizowane układy cyfrowe.

Uruchamianie projektu

Program ActiveCAD uruchamia się dwukrotnie klikając na ikonę znajdującą się na

pulpicie, która została przedstawiona poniżej:

Aby stworzyć nowy projekt ( File/New Project ) konieczne jest wybranie nazwy

nowego projektu (np. labor_1). Nazwa powinna mieć co najwyżej 8 znaków pisanych bez

odstępów. Miejsce zapisu projektu można zmienić klikając na przycisk Browse... lub wpisując

w okienku Directory ścieżkę dostępu i nazwę danego katalogu. W trzecim okienku Type

wybiera się nazwę firmy, z której biblioteka będzie wykorzystywana w realizowanych

projektach (firma LATTICE ). Pozostałe okienka Family oraz Part pozostają niezmienione.

Studenci na każdych zajęciach są zobowiązani do pracy na projekcie utworzonym

przez prowadzącego i wewnątrz jednego okna schematu.

Po otwarciu projektu widoczne będzie drzewo ikon różnych programów jak

przedstawiono poniżej:

W górnym rzędzie mieszczą się ikony programów wykorzystujących różne metody

projektowania układów cyfrowych: graficzną ( Schematic Editor ), opisu językiem VHDL oraz

grafów przejścia ( State Editor ). W kolejnym rzędzie znajdują się ikony programów służących

do analizy funkcyjnej realizowanego układu cyfrowego SIM Funct , oraz inne programy

pomocne przy realizacji pełnego procesu projektowania kończącego się zaprogramowanym

układem cyfrowym.

Na zajęciach laboratoryjnych wykorzystywane będą jedynie programy Schematic

Editor oraz SIM Funct (ewentualnie SIM Timing ).

Edytor schematów

Edytor schematów służy do rysowania schematów elektrycznych z wykonaniem

połączeń między elementami dostępnymi z bardzo obszernej biblioteki. Aby rozpocząć pracę

w edytorze schematów należy wcześniej zapoznać się z ikonami standardowego paska menu

oraz z ikonami paska pomocniczego

Standardowy pasek menu:

Poniżej zostaną omówione poszczególne ikony paska menu:

1 – New Schematic – Utwórz nowy schemat

2 – Open a Schematic – Otwórz wybrany schemat

3 – Save – Zapisz aktywny schemat

4 – Projects – Otwórz menadżera projektu

5 – Print – Drukuj schemat/projekt

6,7,8 – Cut, Copy, Paste – Wytnij, Kopiuj, Wklej

9 – Zoom In/Out – Powiększ/Pomnijesz

10 – Zoom Area – Powiększ zaznaczony obszar

11 – Full page zoom – Pokaż całą stronę

12 – Undo – Cofnij

13 – Properties – Właściwości

14 – Connect symbol – Przyłącz symbol do przewodu

15 – Disconnect symbol – Rozłącz symbol

16, 17 – End, Close – Narzędzie do edycji połączeń elektrycznych

18 – Simulation Toolbox – Zestaw narzędzi przydatnych w wykonywaniu analizy funkcyjnej

i czasowej

19 – Simulator – Symulator

20 – Query window – Wyświetla informacje o zaznaczonym elemencie

Poniżej zostaną omówione poszczególne ikony pomocniczego paska menu:

1 – Select and drag – Wskaźnik myszki

2 – Hierarchy Push/Pop – Podgląd bloków elementów

3 – Symbol toolbox – Biblioteka elementów

4 – Draw wires – Rysuj połączenia elektryczne

5 – Draw buses – Rysuj magistrale

6 – Draw bus taps – Rysuj przyłączenie do magistrali

7 – Add Net or Bus name – Dodaj nazwę danemu węzłowi lub magistrali

8 – I/O Terminal – Port wejścia lub wyjścia

9 – Power Symbol – Port mocy

10 – Graphics Toolbox – Narzędzia graficzne

Realizacja projektu

Budowę schematu można zacząć od uruchomienia biblioteki elementów

(pasek pomocniczy ikona nr. 3). Uruchomiona biblioteka wygląda jak

pokazano obok. Aby, przykładowo, wybrać z biblioteki bramkę negacji

należy poszukać elementu o nazwie INV, po czym kliknąć na nazwę oraz

przenieść wskaźnik myszy na czysty schemat (bez przytrzymywania

lewego klawisza myszy). Inna metodą jest wpisanie w dolnym okienku

nazwy INV oraz przeniesienie wskaźnika myszy (bez przytrzymywania

lewego klawisza) na schemat. Symbol bramki negacji wygląda

następująco.

Kolejnym krokiem będzie wykonanie połączeń elektrycznych między

odpowiednimi elementami schematu. Do tego celu można użyć ikony

nr 4 na pomocniczym pasku menu. Aby narysować przewód

elektryczny należy kliknąć zmienionym wskaźnikiem na dowolne wejście lub wyjście

elementów schematu i przenieść w dowolne miejsce przy czym w miejscu zagięcia przewodu

należy kliknąć lewym klawiszem myszy. Koniec przewodu można podłączyć do któregoś z

wejść lub wyjść elementów lub zakończyć „wiszący w powietrzu” poprzez dwukrotne

kliknięcie lewym klawiszem myszy lub jednokrotne prawym i naciśnięcie ikony END (nr 16)

Aby była możliwa obserwacja działania dowolnego układu zrealizowanego na

schemacie należy wszystkim wejściom/wyjściom układu przepisać odpowiednie porty

wejścia/wyjścia. Porty wejścia/wyjścia dostępne są pod ikoną

nr 8. Po kliknięciu na

ikonę uruchomione zostaje następujące okno.

W okienku Terminal Name wpisuje się nazwę portu

(UWAGA!!! Nie należy używać w projekcie tych samych

nazw portów, chyba że dotyczą one tego samego węzła). W

okienku Terminal Type wybieramy Input jeśli formatujemy

port wejściowy lub Output jeżeli port wyjściowy. Po

wyborze odpowiedniej nazwy i typu portu wybieramy

przycisk OK.

Podłączona do portów wejścia/wyjścia bramka negacji przedstawiona została poniżej.

Kolejnym krokiem jest zaznaczenie odpowiednich sygnałów na schemacie, które mają być

obserwowane w symulacjach funkcyjnych. Zaznacza się najczęściej porty wejścia lub

wyjścia. Zaznaczanie odbywa się po naciśnięciu ikony po użyciu tego narzędzia przy

portach wejścia i wyjścia powinny pojawić się szare kwadraty.

Aby uruchomić Symulator należy kliknąć na jedną z dwóch ikon SIM . Uruchomiony

symulator przedstawiono poniżej.

Symulator podzielony jest na dwie części, na listę elementów oraz na oś czasu. Lista

elementów jest koloru żółtego i zawiera wszystkie nazwy portów wejścia lub wyjścia. Oś

czasu jest biała i w tym miejscu widoczne będą przebiegi symulacyjne danych sygnałów. Po

środku widać okno Simulator uruchamiane albo samoczynnie, albo z menu View/Main

Toolbox . Aby przystąpić do wykonania symulacji należy przypisać odpowiednim wejściom

sygnały zadawane z klawiatury bądź automatycznie (sygnał zegarowy). W tym celu

zaznaczamy dowolny sygnał wejściowy, nazwa sygnału zostanie podświetlona na kolor

błękitny.

Teraz możliwe jest przypisanie dowolnego klawisza klawiatury danemu sygnałowi

wejściowemu. Można to zrobić poprzez wybranie z menu Signal/Add stimulators lub

naciskając przycisk

okna z miniaturową klawiaturą jak to przedstawiono poniżej:

W czasie gdy uruchomiona jest miniaturowa klawiatura przypisuje się wszystkim sygnałom

wejściowym (z literką „i” obok nazwy sygnału) dowolny klawisz. Poniżej zobrazowano

przypisanie sygnałowi WEJSCIE klawisza q.

Gdy już przypisano odpowiednie klawisze wszystkim sygnałom wejściowym wówczas należy

ustawić właściwości analizy funkcyjnej. W menu Options/Simulations Step ustawia się krok

symulacji ( short step ) np. 100ns, a po ustawieniu nacisnąć przycisk Close . Aby możliwa była

czytelna obserwacja symulowanych sygnałów należy ustawić podziałkę czasu zmieniając ją

przyciskami widocznymi powyżej listy (w kształcie grzebieni). Podziałka może wynosić

10ns, czyli 10ns/div. Poniżej przedstawiono wyniki symulacji

Sygnał zegarowy

Możliwe jest ustawienie programowo sygnału zmieniającego się ze stałą

częstotliwością. Aby przypisać danemu wejściu sygnał zegarowy należy uruchomić okno

pozwalające na przypisywanie klawiszy poszczególnym wejściom i nacisnąć przycisk

Formula . Pojawi się następujące okno poniżej.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: