ディジタル回路実験
Lab6: ハードウェア記述言語と回路シミュレーション
本実験では,ディジタル回路の動作シミュレーションの基本を学びます.
回路シミュレーション
回路シミュレーションツールは、実際に回路を作成する前に計算機上で動作を確認するためのCADツールです。
LSIなど、実際に作ってしまってからでは小さ過ぎて修正することのできない回路では、
十分なシミュレーションを行なってから製造する必要があります。
本実験は、ゲート回路の動作を確認するため、回路記述を行ない、論理シミュレータを用いて動作を計算機上で行ないます。
実験に必要なもの
品名 | 規格・型番 | 個数 |
パソコン | FLORA270SX または FM-V-6500NU6/L | 1台 |
注意
- 本実験では,計算機(パソコン)上で回路シミュレーションを行ないます。
- パソコンは取扱いに注意し、必ず元の状態にして返却すること。
- パソコンの動作がおかしい時は、必ずTAまたは教員に申し出ること。
実験1
回路シミュレーションツールの使い方を習得せよ。
- パソコンの電源を入れ、ログインします。
- ログイン名、パスワードは教員から指示を受けたものを使います。
- デモビデオで基本操作を習得します。
- デスクトップにデモビデオファイルが収められているフォルダSilosdemoが
あります。このフォルダ内にあるscplayerを起動します。
- kihon.scm(基本機能)とanalyzer.scm(データアナライザの使い方)を
それぞれ再生し、CADツールの使用方法のイメージをつかむこと。
(他のビデオは必要に応じて見てください)
- 取扱い方法についての詳細はチュートリアル
またはメニューからHelpを選択し、オンラインマニュアルを参照すること。
実験2
習得したツール使用法と同じ操作を行ない、実際に回路シミュレーションを実行せよ。
- プロジェクトの作成
- stドメインのホームディレクトリ(Hドライブ)が利用できます。
\\st-fs.st.chukyo-u.ac.jp
(ユーザ名は最初に「st\」を追加し「st\h100000」と入力します)
デモビデオとは異なりますが、プロジェクトファイルをホームディレクトリ上にtest.spjとして作成します。
デモビデオ通りに作成すると、システム領域(C:\Program Files\Simucad\Silos2002.100Demo\Examples)に
ファイルを書き込んでしまいます。 もし作成してしまった場合には必ず削除して
ください。
- ファイルの選択
- テストベンチファイルと回路記述ファイルは C:\Program Files\Simucad\Silos2002.100Demo\Examples 以下にあります。
フォルダを移動して2つのファイルをプロジェクトに
加え、OKボタンを押します。
- ファイルを読み込み、シミュレーションを実行
- ProjectメニューからReload Filesメニューを選択します。
- その後、Goボタンを押してシミュレーションを実行します。
- 動作結果をグラフィック表示
- ExplorerとAnalyzerを起動します。
- Explorerから信号名をAnalyzerにドラッグ&ドロップします。
- デモと同じ動作をしているかどうかを確認。
- 同じ波形になっていることを確認します。
シミュレーション結果(Analyzerの結果)はプリンタから印刷するか、
画像としてホームディレクトリに保存します。
実験3
基本素子(AND,OR,NAND,NOR,NOT,BUF)の動作をそれぞれ
ハードウェア記述言語(VerilogまたはVHDL)で記述せよ。
- 記述には「メモ帳」を使うか、Silos3の統合環境を使うと良い。
- 教科書を参考にすること。
実験4
実験3で記述した記述の動作を確かめるためのテストベンチをそれぞれ作成し、
回路動作シミュレーションを実行せよ。
シミュレーション結果(Analyzerの結果)はプリンタから印刷するか、
画像としてホームディレクトリに保存せよ。
実験5
実験3、4で作成したファイルをまとめて読み込んで動作を確認する
プロジェクトを作成し、回路動作シミュレーションを実行せよ。
ただし、ORは3入力ではなく、2入力のORに変更してシミュレーションを行なえ。
入力波形は2つとし、出力は各基本素子ごとに表示されるようにせよ。
シミュレーション結果(Analyzerの結果)はプリンタから印刷するか、
画像としてファイルに保存せよ。
参考
2003.05.27.
2009.06.07.
fmiso at sist.chukyo-u.ac.jp