Experimento 4 para Circuitos Lógicos

Comparador de igualdade e programação no FPGA

Objetivos

• Compreender o funcionamento das portas XOR e XNOR;
• Utilizar o diagrama esquemático do Quartus II para inserir um circuito com Portas XNOR;
• Obter o sinal de saída simulado usando o QSIM - diagrama funcional;
• Definir a pinagem de saída;
• Programar o FPGA para implementar um comparador de igualdade.

Materiais necessários

1. CI 74X386 XOR(disponível na biblioteca da ALTERA)
2. CI 74X266 XNOR(disponível na biblioteca da ALTERA)
3. Computador com software Quartus II da Altera.
4. Kit DE2-115;

Porta Xor

• Símbolo:

• Expressão booleana:

$A\oplus B=A\cdot \ {\overline {B}}+\ {\overline {A}}\cdot B$

• Tabela verdade:

Entradas		Saídas
A	B	S
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Diagrama Esquemático do comparador de igualdade

Abra o Quartus II (versão 13.0.1 SE) e insira o diagrama esquemático com portas XNor, conforme a figura abaixo.

Após salvar o arquivo como portaXNor.bdf em uma pasta vazia com nome Exp4, e crie um projeto portasXNor.qpf utilizando a família family=Cyclone IV E com o dispositivo device=EP4CE115F29C7. Após isso compile o projeto.

Obter o sinal de saída simulado usando o QSIM - diagrama funcional

• Agrupe as respectivas entradas e desenhe a forma de onda dos sinais selecionando a linha do agrupamento e clicando (Generage random values > Every grid interval) gerando formas de onda aleatórias, e salve com o nome EntradaFunc.vwf.

• Analise o resultado obtido e confira se corresponde a resposta do circuito implementado.

Definir a pinagem de saída

• Clique em para configurar a pinagem escolhida.
• Atribua os pinos conforme a pinagem do kit DE2-115.
• Utilize os leds de LEDG[0] a LEDG[3] (verdes) para mostrar a saída de cada operação com porta XNor.
• Utilize os switchs para alterar o estado lógico das entradas, indicando-as de A0-A3 e B0-B3.
• Utilize um led LEDR[0](vermelho) para indicar a saída LS.
• Ao final da configuração dos pinos, o Pin Planner deverá mostrar a seguinte pinagem:

• Compile o projeto. Note que agora a numeração dos pinos também aparece no diagrama esquemático.

Programar o FPGA para implementar um comparador de palavras (ou gerador de paridade)

• Use a porta USB-Blaster para fazer a programação na placa DE2-115;
• No Quartus vá em (Tools > Programmer) para abrir a página de programação;
  • Selecione o Hardware (Hardware Setup > USB-Blaster);
  • Utilize o modo JTAG e clique em Start para começar a programação;