Laboratórium 1 - 3. Mérés: Digitális alapeszközök
A mérésről
- Megismerkedtetek az ISE környezettel, a Verilog nyelvvel és a Logsys panellel.
- Milyen modulokat tanultatok:
- Számláló
- Shift regiszter
- Rate generátor
- Írtatok egyszerű testbenchet is:
- Órajel generálás (nem felejtkezünk meg a timescale direktíváról)
- Bemenő jelek előállítása
- Milyen feladatok voltak még:
- Bemenő jelek szinkronizálása az órajelhez (D-flipfloppal)
- Vájtfülűbbeknek .ucf file írása a Logsys panelre szitázott információk alapján
- Miket szoktatok elrontani:
- Nem tudjátok az alap modulokat, különös tekintettel a shift regiszterre
- Keveritek a rate generátort a testbench órajel előállításával
- Keveritek az assign utasításban és always blokkban megtehető dolgokat (assign utasítás használatakor NINCS if, else, stb vezérlési szerkezet. Mindent operátorokkal írsz le)
- Élérzékeny always blokk érzékenységi listájába össze-vissza írtok mindenfélét (pedig, mint tudjuk, egy órajelről megy minden sorrendi always blokk)
- Attól való félelmetekben, hogy latch-et fog tartalmazni a kód az élérzékeny always blokkban is kifejtetek minden if meg case szerkezetet, pedig latch a kombinációs logikát megvalósító always blokkban (always @ (*) ) keletkezik.
Házihoz segítség
Beugró kérdések kidolgozása
Ezt a részt még aktualizálni kell! Nem biztos, hogy még ezek a beugrókérdések!
1. Mik a lényeges különbségek a közönséges analóg oszcilloszkóp és a logikai állapotanalizátor közt, felhasználói szempontból?
Az analóg szkóp csak periodikus jelek megjelenítésére alkalmas, az analizátor digitális volta miatt bármilyen (digitális) jelet képes megjeleníteni.
2. Mik a lényeges különbségek a digitális oszcilloszkóp (DSO) és a logikai állapotanalizátor közt, felhasználói szempontból?
Digitális szkóp csak 2 jelet tud megjeleníteni (a 2 bemenete miatt), a log. anal. viszont egy busz összes jelét is.
3. Mi a különbség a logikai analizátor állapotanalízis és időzítésanalízis üzemmódja közt?
Állapotanalízis módban a mintavevő jelet a külső (ezért az adattal szinkron) órajel adja, így csak a vizsgált hálózat állapotai kerülnek az állapottárba. Időzítésanalízis módban viszont az órajel egy független, belső generátorból ered, így ez a mód alkalmas a vizsgált hálózat jeleinek időbeli lefolyásának vizsgálatára is.
4. Mi a szerepe a triggerjelnek ill. a triggerszónak a közönséges analóg oszcilloszkópnál ill. a logikai állapotanalizátornál?
A triggerjel szintjét el nem érő bemeneti jel nem kerül megjelenítésre a szkópon. Az analizátor esetében, ha a triggerszónak megfelelő állapotsorozat jelenik meg a bemeneten, elkezdődik az adatgyűjtés (előre meghatározott számú mintáig).
5. Hogyan választja ki a mintavevő órajelet a logikai analizátor alkalmazásánál?
Állapotanalizátor módhoz külső órajelet, időzítésanalizátor módhoz belső órajelet használunk.
6. A vizsgált szekvenciális hálózat egymás utáni állapotait akarjuk meghatározni. Milyen üzemmód ajánlott ebben az esetben, és mi legyen a mintavételező jel forrása?
Állapotanalizátor mód ajánlott, és a szekvenciális hálózat saját órajele legyen a a mintavételező jel forrása.
7. A logikai analizátorral vizsgált CMOS hálózat tápfeszültsége 3 V. Mekkora az ajánlott komparálási feszültség az analizátor bemenetén?
A tápfeszültség fele, azaz 1,5V.
8. Egy hálózat terjedési késleltetését (Td) akarjuk meghatározni logikai analizátorral. Milyen üzemmódot használjunk ebben az esetben, mi legyen a mintavételező jel forrása, mekkora legyen a frekvenciája?
Időzítésanalizátor üzemmódot használjunk, a mintavételező jelforrás a belső órajel, melynek frekvenciája sokkal nagyobb legyen, mint a terjedési késleltetés (fs>>1/Td).
9. Logikai analizátorral egy periodikus négyszögjelet vizsgálunk, melyről előzetesen azt tudjuk, hogy frekvenciája 5 kHz - 10 kHz, kitöltési tényezője pedig 20% és 50% közé esik. Mekkora legyen a mintavételi frekvencia minimális értéke, ha a jel L és H értékének időtartamát egyaránt legalább 5% pontossággal kívánjuk meghatározni. A számításnál tételezze fel, hogy csak egyetlen periódust mérünk az analizátorral.
A kvantálási hiba ±Ts nagyságú bizonytalanságot jelent az időmérésben. Ebből most mi is következik??
