Projetos de Sistemas Digitais usando HDL

Prévia do material em texto

Projetos de Sistema Digital Usando HDL
Circuitos Digitais
Rodrigo Borges
Vicente Carvalho
DEFINIÇÃO PLANEJAMENTO SÍNTESE INTEGRAÇÃO
1 2 3 4
GERENCIAMENTO DE PROJETOS
Existem 4 passos essenciais:
Projeto de acionador de motor de passo
Tabela 1.1: Tabela de enrolamento de motor de passo.
Tabela 1.2: Tabela dos modos de acionamento.
Definição geral do problema
Modo 0 = passo completo
Modo 1 = wave-drive
Modo 2 = meio passo
Modo 3 = Acionamento direto
Pinos de
entrada
Funcionamento
Projeto de acionador de motor de passo
Figura 1.1: Circuito de interface para um motor de passo universal.
Planejamento estratégico: interface para um motor de passo universal
Acionamento
direto no 
modo 3
ESTRUTURA BÁSICA:
Microcontrolador
Interface
Motor
Projeto de acionador de motor de passo
Figura 1.3: Simulação testando um módulo 8 básico.
Síntese e testes: módulo 8 em VHDL e simulação
Figura 1.2: Módulo 8, VHDL
Portas de entrada:
-step(passo)
-dir(sentido)
Porta de saída:
-q(contagem)
Projeto de acionador de motor de passo
Figura 1.5: Simulação testando sequência decodificada.
Decodificador de sequência de passo completo em VHDL e simulação
Figura 1.4: Decodificador de sequência de passo completo em VHDL
Portas de entrada:
-step(passo)
-dir(sentido)
Portas de saída:
-q(contagem)
-cout(decodificador)
Projeto de acionador de motor de passo
Síntese e testes: Acionador de motor de passo em VHDL
Figura 1.6: Acionador de motor de passo em VHDL
Parte 1 Parte 2
Projeto de acionador de motor de passo
Síntese e testes
Figura 1.7: Teste de simulação de um acionador de motor de passo.
a
b
c
Portas de entrada:
-step(passo)
-dir(sentido)
-m(modo)
-cin(acionamento direto)
Portas de saída:
-q(contagem)
-cout(decodificador)
Projeto de codificador para teclado numérico
Diagrama de bloco
Figura 1.8: Diagrama de bloco de codificador para teclado numérico.
Linhas
Colunas
Flip-flop D, sensível a 
boda de subida, que 
transfere um nível 
ALTO de Freeze para 
a saída DAV.
Projeto de codificador para teclado numérico
Funcionamento do codificador e diagrama de estado do contador em anel
Figura 1.9: Funcionamento do codificador quando a tecla ‘6’ 
está sendo pressionada.
Figura 1.10: Diagrama de estado do contador em anel de 
acionamento de linha.
Projeto de codificador para teclado numérico
Decomposição do problema: Codificador para varredura em VHDL
Parte 1 Parte 2
Figura 1.11: Codificador para varredura do teclado numérico em VHDL.
Projeto de codificador para teclado numérico
Decomposição do problema: Simulação do codificador para varredura
Figura 1.12: Simulação do codificador para varredura do teclado numérico.Portas de entrada:
- clk(clock)
- col(colunas)
Portas de saída:
- dav(dados disponíveis)
- row(linhas)
- d(dado)
Variável:
-ring(contador anel)
Projeto de relógio digital
alimentação
dia/noite
(AM/PM)
transforma as 
ondas em pulsos 
de clock
saída é usada como clock síncrono
Figura 1.13: Diagrama de bloco para um relógio digital.
Projeto de relógio digital
Hierarquia Projeto geral
Módulos que se repetem em 
diferentes pontos do sistema podem 
ser construídos apenas uma vez e 
reutilizados ao longo do projeto.
Figura 1.14: A hierarquia completa do projeto de relógio digital.
Componentes maiores
Figura 1.15: O bloco de nível superior da hierarquia.
Projeto de relógio digital
Síntese - Construção dos módulos
Para um contador de 
módulo 10, basta alterar o 
número de bits no port de 
saída e a variável count, junto 
com o valor máximo que o 
contador deve alcançar 
antes de reciclar.
Figura 1.16: Projeto de contador de módulo 6 em VHDL.
Projeto de relógio digital
Síntese - Construção dos módulos
Portas de entrada:
- ena(ativação)
- clk(clock)
Portas de saída:
- PM(meio dia/meia noite)
- low[3...0] (bits menos significativos)
- hi (bit mais significativo)
Projeto de relógio digital
Integração do sistema
Figura 1.20: Combinação de blocos para fazer o contador de módulo 60.
Figura 1.21: Contador de módulo 60.
Projeto de relógio digital
Integração do sistema - FINAL
Figura 1.22: Projeto completo do relógio conectado com símbolos de bloco.
Representação com um único símbolo.