4) Bộ đếm Johnson và giải mã thập phân
2.3.1 Các bước thực hiện một project trên FPGA
Trong thiết kế phần cứng bằng ngôn ngữ (HDL: Hardware Desciption Language) ngoài cách dùng các ngôn ngữ mô tả phần cứng như ABEL, VHDL hoặc V erilog,... còn có một phương pháp khá tiện dụng, đó là sử dụng kỹ thuật đồ hoạ. Với phương pháp này người dùng có thể thiết kế các hệ thống từ đom giản đến phức tạp một cách nhanh chóng dựa trên thư viện có sẵn hay tự mình tạo ra bằng cách sử dụng các ngôn ngữ kể trên. Dựa vào mỗi đặc tính của từng họ chip cụ thể, nhà sản xuất cung cấp cho người dùng một thư viện tương ứng, các thành phần có trong thư viện là những thành phần cơ bản, chủ yéu mà người dùng thường có nhu cầu sử dụng đến. Trong quá trình thiết kế, nếu người dùng tìm không thấy thành phần cần thiết cho thiết kế của mình thì có thể tự tạo ra nó bằng cách dùng các thành phần trong thư viện để xây dựng nên hoặc dùng các ngôn ngữ đã nói trên để mô tả chúng rồi lưu trữ lại. Ưu điểm của phương pháp đồ hoạ là: tính trực quan, nhanh chóng trong thiết kế các hệ thống vừa và nhỏ, không đòi hỏi người thiết kế phải biết nhiều về ngôn ngữ mô tả phần cứng, tiết kiệm tài nguyên trên chip (dung lượng phần sử dụng đến). Thời gian cần cho thiết kế càng rút ngắn nếu người dùng đã thiết kế phần cứng ứng dụng một phần hoặc toàn bộ bằng các limh kiện rời rạc. Nhược điểm của phương pháp đồ hoạ là nó đòi hỏi người thiết kế phải nắm rõ cấu trúc của hệ thống phần cứng cần thiết kế. Trong khi vấn đề này trở nên đơn giản hơn nếu dùng ngôn ngữ để mô tả, bời vì nó không yêu cầu người thiết kế biết chi tiết hoặc tường tận về cấu trúc phần cứng, mà chỉ yêu cầu người thiết kế nắm được nguyên lý hoạt động của nó, thông qua bảng chân lý là đã có thể mô tả được nó rồi. Nhưng phương pháp dùng ngôn ngữ mô tả cũng có nhược điểm là thường rất tốn tài nguyên của chip, bởi cấu trúc bên trong hệ thống được người dùng mô tả sẽ được phần mềm thiết kế tự động cấu trúc (đặt cấu hình) thông qua câu lệnh mà người thiết kế đã viết ra, vì vậy không tránh khỏi sự trùng lặp trong việc sử dụng các phần tử (yếu tố) logic (thành phần chính của chip), chính vì thế mà gần như hàng năm, các nhà sản xuất chip lại đưa ra các phiên bản nâng cấp phần mềm thiết ke đê nhằm tối ưu hoá trong thiết kế sao cho tiết kiệm không gian trên chip được nhiều nhất.
Giao diện của của phần mềm M axplus2 có dạng như sau:
Sau đây xin trình bày rõ hơn phương pháp thiết kế phần cứng bàng đồ hoạ, trên cơ sở sử dụng phần mềm thiết Maxplus2 của Altera (Mỹ).
ini MAX+plus II Manager - d:\hieu\fpga_altera\lrit\dbkhung
MAX+pkiS II Hte Assign Options Help
Hình 12: Giao diện của của phần mềm Maxplus2
2.3.1.1 Tạo m ột project
Bước đầu tiên ta phải xác định tên của project thiết kế. Trong cửa sổ Manager, ừa chọn File I Project I name để mở hộp thoại. Sau đó đánh tên của project của mình vào ô Project Name, chọn thư mục mà mình cần làm việc và ấn OK.
pTPJ N ail
Project Name: BID
Directofy is: c:\max2work\tulorial Files: Directories:
£ > c : \
B B B B i
Drives: c:
Show Only Tops of Hierarchies
OK Cancel
Hĩnh 13: Chỉ rõ tên và thư mục làm việc của project.
M A X 'p lu s II c:V na x2 w o rk\tu to ria lW d1 [ v d l . g d f - G r a p h ic Ed itor]
^ MAX+plus II Fte Edit View Symbol Assign U tìb e s Options Window H dp _ rr X
o & ữ& ' ® > ; : * ? , a a a , B i s ",nr nr M M .Ml 1 m 9.
Hình 14: Màn hình của Graphic Editor.
Bước kế tiếp là vẽ sơ đồ. Trong cửa sổ Manager ta chọn MAX + PLUS I I I Graphic Editor. Cửa so Graphic Editor xuất hiện bên trong cùa sổ Manager. Ta có thể di chuyển hoặc định lại kích thước cửa sổ Graphic Editor và tăng thêm kích thước của cửa so M anager đe cung cấp thêm không gian làm việc. Ở hình 14, cửa so Graphic Editor được cực đại hoá sao cho choán hết chỗ toàn bộ cửa so Manager.
Thanh tiêu đề ở hình 14 bao gồm một số tên menu và biểu tượng, các tên này đã không xuất hiện ở hình 12. Điều này là do cửa so M anager luôn luôn chỉ ra các mục có sẵn trong bất kỳ ứng dụng nào hiện đang được sử dụng. Một số biểu tượng được sử dụng để gọi các mục của Graphic Editor cũng xuất hiện dọc theo cạnh bên trái của cửa sổ.
Đe thấy mô tả của một mục của Graphic định vị chuột lên trên biểu tượng; một thông cửa sổ. Hai biểu tượng thông dụng nhât là các biểu tượng trông giống như kính lúp. Các biểu tượng này đuợc sử dụng để thấy hình của sơ đồ lơn hơn hoặc nhỏ hơn.