Mudanças entre as edições de "Circuito de Multiplicação Binária"
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*Faça a Análise e Síntese do projeto. | *Faça a Análise e Síntese do projeto. | ||
*Crie um simbolo para este circuito, selecionando na IDE do Quartus II o diagrama esquemático e ['''File''' > '''Create/Update''' > '''Create Symbol Files for Current File'''] > ['''Save'''] > ['''OK''']. | *Crie um simbolo para este circuito, selecionando na IDE do Quartus II o diagrama esquemático e ['''File''' > '''Create/Update''' > '''Create Symbol Files for Current File'''] > ['''Save'''] > ['''OK''']. |
Edição das 08h10min de 27 de maio de 2015
- Objetivos
- Compreender o funcionamento Multiplicador discreto;
- Construção de um projeto hierárquico;
- Obter o sinal de saída simulado usando o QSIM - diagrama funcional e temporal;
- Verificar os resultados obtidos;
- Materiais necessários
- 74X86 XOR (disponível na biblioteca da ALTERA)
- 74X00 NAND(disponível na biblioteca da ALTERA)
- 74X32 OR(disponível na biblioteca da ALTERA)
- Computador com software Quartus II da Altera.
Diagrama Esquemático
- Abra o Quartus II (versão 13.0.1 SE) e insira o diagrama esquemático do somador completo, conforme a figura abaixo.
- Salve o arquivo como FullAdder.bdf em uma pasta vazia com nome Exp7, e crie um projeto de nome Multiplicador utilizando a família family=Cyclone com o dispositivo device=EP1C3T100A8 ou Family=Cyclone IV E com o dispositivo device=EP4CE30F23C7.
- Faça a Análise e Síntese do projeto.
- Crie um simbolo para este circuito, selecionando na IDE do Quartus II o diagrama esquemático e [File > Create/Update > Create Symbol Files for Current File] > [Save] > [OK].
- Crie um novo diagrama [File > New > Block diagram/Squematic file > OK].
- Insira o diagrama esquemático do módulo básico do multiplicador, utilizando o componente FullAdder anteriormente criado e monte o circuito apresentado abaixo.
- Salve o arquivo como ModuloBMultiplicador.bdf na mesma pasta do Exp7.
- Mude o Top Level para este circuito [Project > Set as Top-Level Entity]. Após isso faça a Análise e Síntese do projeto.
- Crie um simbolo para este módulo, selecionando na IDE do Quartus II o diagrama esquemático do ModuloBMultiplicador > [File > Create/Update > Create Symbol Files for Current File] > [Save] > [OK].
Abra um novo diagrama esquematico no Quartus II [File > New > Block diagram/Squematic file > OK] e insira o circuito digital abaixo utilizando os componentes FullAdder e ModuloBMultiplicador criados anteriormente.
- Salve o arquivo como Multiplicador4bits.bdf na mesma pasta do Exp7.
- Mude o Top Level para este circuito [Project > Set as Top-Level Entity]. Após isso faça a Análise e Síntese do projeto.
Simulação funcional com o QSIM
- Abra o editor de forma de onda do simulador QSIM [File > New > University Programa VWF].
- Defina o tempo de simulação [Edit > Set End Time ... = 1000 ns].
- Importe todos os nós de lista do projeto [Edit > Insert > Insert Node or Bus > Node Finder > List > >> > OK > OK].
- Gere uma forma de onda dos sinais de entrada semelhante a mostrado na figura abaixo. Use a função Randon Value em A e B, e salve com o nome TesteMultiplicador4bits.vwf.
- Note que os bits das entradas e saídas estão agrupados em ordem reversa e definidos como RADIX = "Decimal sem sinal"
- Indique que o QSIM será usado na simulação [Simulation > Options > (x) Quartus II Simulator > OK > OK]
- Faça a simulação funcional do circuito lógico usando o sinal criado [Simulation > Run Functional Simulation]
- O resultado da simulação deve corresponder a um somador completo.
Análise dos resultados
- Analise os resultados preenchendo a tabela abaixo, e conferindo em uma calculadora:
Entradas | Saídas | x | Entradas | Saídas | ||
---|---|---|---|---|---|---|
A | B | P | x | A | B | P |
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x | ||||||
x |
Simulação Temporal com o QSIM
- Compile o circuito [Processing > Start Compilation] > após alguns minutos [OK]. Confira o [Compilation Report], verificando que o circuito correto foi compilado e anote o número de elementos lógicos e o total de pinos (16 -> 4 entradas A, 4 entradas B, 8 saídas P).
- Abra o arquivo TesteMultiplicador4bits.vwf e faça a simulação temporal do circuito lógico usando o sinal anteriormente já criado [Simulation > Run Timing Simulation]
- O resultado da simulação deve corresponder a um multiplicador de 4 bits com gliches e um atraso no sinal de saída.
- QUESTIONÁRIO
- Identifique as diferenças entre os sinais gerados na simulação funcional e na simulação temporal.
- Como este tipo de multiplicador deveria ser utilizado? Existe algum restrição quanto ao tipo de número a ser utilizado? Considere inteiros com sinal e sem sinal.
- Meça o atraso do resultado em relação a entrada? Considere a resposta após o término dos gliches e tempos de propagação nas portas e conexões.
- Determine o atraso para 4 valores diferentes de multiplicação. Existem diferença nos atrasos dessas operações? Por que esse atraso acontece?
- Quantas multiplicações por segundo o circuito pode realizar? Considere que uma nova multiplicação só poderá ser feita após obtido o resultado no pior caso.
- De que outra forma a mesma multiplicação poderia ser feita?