Доклад: Некоторые аспекты применения УМК “Моделирование цифровых систем на языке VHDL”

П.А.Таберкин

В соответствии с учебным планом многоуровневой подготовки специалистов курс “Основы автоматизации проектирования” изучается студентамиспециальности 2203 “Системы автоматизированного проектирования” в седьмом семестре и включает 36 часов лекционных занятий, 18 часов практических занятий и 18 часов индивидуальных занятий.

В первой части курса рассматриваются основные этапы проектирования РЭА и ЭВА: системотехнический, схемотехнический и конструкторский; основные задачи каждого этапа, их особенности и взаимосвязи; обобщенная структурная схема САПР, виды обеспечения САПР и требования к их компонентам [1-3].

Во второй части курса рассматриваются наиболее широко применяемые подходы и методы решения ключевых задач каждого этапа проектирования, а также назначение, состав и особенности таких систем автоматизированного проектирования как PSpice, OrCAD, AutoCAD и P-CAD[1,3-5].

Основной целью курса является изучение общих сведений об объектах, моделях и задачах автоматизированного проектирования; основных понятий САПР; назначения, состава, принципов и особенностей функционирования различных систем автоматизированного проектирования. Т. о., в этом курсе предпринята попытка дать цельную картину процесса автоматизированного проектирования РЭА и ЭВА, основных проблем и подходов к их решению. Отдельные этапы и задачи проектирования, методы их решения более подробно изучаются студентами специальности 2203 “Системы автоматизированного проектирования” в других учебных курсах, таких как “Автоматизация конструирования ЭВА”, “Оптимизация в САПР” и т. д.

Основной проблемой при преподавании курса “Основы автоматизации проектирования” является организация и наполнение практических и индивидуальных занятий таким образом, чтобы они с максимальной эффективностью способствовали освоению студентами данного курса.

С этой целью для практических и индивидуальных занятий студентам предлагалась следующая задача – разработать техническое задание и эскизный проект для построения в Таганроге различных систем связи.

Варианты заданий:

цифровая система интегрированной связи на базе АТС Алкатель 1000 С12;

сотовая цифровая система связи на базе системы Алкатель 900 с использованием в качестве центра коммутации подвижной связи АТС Алкатель 1000 С12;

система расширенного факс-сервиса FAXNET, использующая принцип “Store-and-Forward” (цифровое запоминание и отправка факсимильных сообщений) на основе выделенной телефонной сети “Искра-2”;

интегральная цифровая система связи на базе System X фирмы GEC PLESSEY TELECOMMUNICATIONS LIMITED;

цифровая сотовая система GMH 2000 фирмы HUGHES NETWORK SYSTEM, Inc.;

интегральная сеть деловой спутниковой связи фирмы HUGHES NETWORK SYSTEM, Inc.;

территориальная радиально-зоновая система сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования “ВОЛЕМОТ”;

система радиотелефонной связи для сельской местности “ЛЕС-С”;

система персонального радиовызова “ЛУЧ-1С”;

цифровая система связи на базе электронной УАТС типа DX 200 фирмы Nokia Telecommunications Oy;

цифровая система радиотелефонной связи ACTIONET фирмы Nokia Telecommunications Oy.

В качестве раздаточных материалов использовались материалы фирм-разработчиков, содержащие описание и технические характеристики соответствующих систем.

Результаты работы показали, что студенты способны достаточно грамотно разработать техническое задание на проектирование соответствующей системы и выполнить привязку предложенных проектов к местным условиям.

Накопленный опыт позволяет сделать следующие выводы:

– необходимо расширить часть курса, посвященную системотехническому этапу проектирования ЭВА, уделяя особое внимание рассмотрению основ прикладной теории конечных автоматов и базирующихся на ней методов синтеза микропрограммных автоматов;

– при проведении практических занятий возможно использование УМК “Моделирование цифровых систем на языке VHDL”, в частности – интегрированной системы подготовки и контроля VHDL-описаний.

Язык VHDL содержит средства, позволяющие отобразить три аспекта, характеризующие цифровую аппаратуру[6]:

–функциональный (функция аппаратуры может детализироваться от уровня системы команд и алгоритмов устройств до булевых функций);

– временной (задержки, производительность, время отклика – от задержек фронтов сигналов до тактов и задержек электромеханических устройств);

– структурный (схемы, типы и связи компонент – от уровня устройств типа процессор-память до уровня вентилей и переключающих элементов).

Программная система VHDL-ANALYZER позволяет осуществить проверку фрагментов VHDL-описаний систем и дает возможность из корректных VHDL-описаний фрагментов создать проектную библиотеку или библиотеки проектов. Такие фрагменты описаний, которые могут независимо анализироваться VHDL системой и при отсутствии ошибок помещаться в библиотеку проекта, в терминах языка VHDL называются проектными модулями (design unit). Такими модулями могут быть:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--