Четырёхразрядный сдвиговый регистр

Курсовая работа

по дисциплине

«Моделирование»

на тему:

«Четырёхразрядный сдвиговый регистр»

Москва 2007 г.

1. Техническое задание

1. Провести анализ заданной схемы на предмет корректности её работы в установленных режимах. При необходимости внести исправления в схему.

2. Разработать обнаруживающий тест с использованием системы схемотехнического проектирования «Мозаика».

1.1 Исходная схема ЦУ

1.2 Исходная временная диаграмма

1.3 Режимы работы схемы

1. Все переключения триггеров осуществляются по положительному фронту на входе C.

2. Выходы триггеров обнуляются при логическом “0” на входе R.

3. Запись данных с входов D0 - D3 (параллельная загрузка) осуществляется при логической “1” на входе E и положительном фронте на входе C.

4. При SDV=”1” и логическом “0” на входе E выход Q0 устанавливается в “1”.

5. Сдвиг данных происходит при E=”0” и положительном фронте на входе C.

1.4 Требуемые результаты

Необходимо провести моделирование заданной схемы, если потребуется, внести исправления в схему, а также построить обнаруживающий тест с максимальной полнотой.

2. Анализ технического задания

Заданное цифровое устройство должно представлять собой четырёхразрядный сдвиговый регистр. Для этого необходимо в схеме ЦУ заменить элементы 2И-ИЛИ на элементы 2И-ИЛИ-НЕ, а также добавить вход S к триггерам.

2.1 Схема ЦУ после преобразования

2.2 Временная диаграмма после преобразования

3. Логическое моделирование

3.1 Описание на языке ЯЗОС

схема

1: 533ЛН1(E,!E)

2: 533ЛР11.2(SDV,!E,E,D0,P11)

3: 533ЛР11.2(Q0,!E,E,D1,P12)

4: 533ЛР11.2(Q1,!E,E,D2,P13)

5: 533ЛР11.2(Q2,!E,E,D3,P14)

6: 533ТМ2(S,P23,C,R,Q0,!Q0)

7: 533ТМ2(S,P24,C,R,Q1,!Q1)

8: 533ТМ2(S,P25,C,R,Q2,!Q2)

9: 533ТМ2(S,P26,C,R,Q3,!Q3)

10: 533ЛН1(P11,P23)

11: 533ЛН1(P12,P24)

12: 533ЛН1(P13,P25)

13: 533ЛН1(P14,P26)

X1/1: ВХ(D0)

X1/2: ВХ(D1)

X1/3: ВХ(E)

X1/4: ВХ(D2)

X1/5: ВХ(SDV)

X1/6: ВХ(D3)

X1/7: ВХ(S)

X1/8: ВХ(C)

X2/9: ВХ(R)

X2/10: ВЫХ(Q3)

X2/11: ВЫХ(Q2)

X2/12: ВЫХ(Q1)

X2/13: ВЫХ(Q0)

X2/14: ВЫХ(!Q0)

X2/15: ВЫХ(!Q1)

X2/16: ВЫХ(!Q2)

X3/17: ВЫХ(!Q3)

$

3.2 Результаты логического моделирования

Изменив исходную схему в соответствии с пунктом 2, получаем следующую временную диаграмму:

1-2) Запись данных в триггеры с входов D0-D3 по положительному фронту на входе C.

3-4) Сдвиг данных в триггерах при логическом “0” на входе E и логической “1” на входе C и запись логической “1” в первый триггер.

5-6) Сдвиг данных в триггерах при логическом “0” на входе E и логической “1” на входе C и запись логического “0” в первый триггер.

4. Разработка оптимального обнаруживающего теста

Данный тест должен проверять все возможные неисправности за минимальное количество тактов. Для разработки теста необходимо знать номера контактов элементов схемы.

4.1 Номера контактов элементов схемы

4.2 Текущие неисправности типа “0”

4.3 Тестирование. Проверка неисправности типа “0”

Для проверки неисправности типа “0” на 6 выходе 2 элемента необходимо подать на вход D0 и SDV два логических “0”, на вход E две логические “1”, на вход C логический “0” и логическую “1”. Это приведёт к тому, что на выходе 6 элемента 2 установится логическая “1” и произойдет переключение триггера. Данная неисправность будет исправлена.

Статистическая диаграмма:

Оценка полноты теста

Оставшиеся неисправности:

Как видно из таблицы, неисправности типа “0” отслежены.

4.4 Тестирование. Проверка неисправности типа “1”

К тесту для проверки неисправности типа “0” добавляется тест для проверки неисправности типа “1” с минимально возможным временным разрывом. Тестируются неисправности 3-2, 3-4; 2-3, 3-3, 4-5, 5-3; 5-4.

Приведенная ниже временная диаграмма отображает соответствующие тестовые наборы.

Статистическая диаграмма:

Оценка полноты теста:

Оценка неисправности:

Как видно из таблицы, указанные выше неисправности типа “1” отслежены.

Заключение

В работе было выполнено логическое моделирование четырёхразрядного сдвигового регистра. Построен наиболее полный оптимальный обнаруживающий тест, который проверяет наличие возможных неисправностей за 12 тактов. Задание выполнено с использованием программы логического моделирования «Мозаика» .

Литература

1. «Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине моделирование», Гоманилова Н.Б., Погодин В.Н.

2. Список контактов элементов встроенный в программу «Мозаика».