خانه / دانشگاهی / پروژه دانشگاهی با توضیحات / طراحی و ساخت برد آموزشی Xilinx CPLD

طراحی و ساخت برد آموزشی Xilinx CPLD

طراحی و ساخت برد آموزشی  Xilinx CPLD با زبان برنامه نویسی VHDL

FPGA ها نسل جدید مدارهای مجتمع دیجیتال قابل برنامه ریزی هستند که عبارت FPGA از سر کلمه های Field Programmable Logic Gate Array  گرفته شده است . سرعت اجرای توابع منطقی در FPGA ها بسیار بالا و در حد نانو ثانیه است . اگر بخواهیم FPGA ها را به طور ساده تشریح کنیم ، عبارت است از یک تراشه که از تعداد بالایی بلوک منطقی  LB) Logic Block) ، خطوط ارتباطی و پایه های ورودی / خروجی (IOB) تشکیل شده است که به صورت آرایه ای در کنار یکدیگر قرار دارند . خطوط ارتباطی که وظیفهء آنها ارتباط بین بلوک های منطقی است از سوئیچ های قابل برنامه ریزی تشکیل شده اند. این سوئیچ ها بسته به نوعی که دارند ، برخی تنها یکبار قابل برنامه ریزی هستند و برخی به تعداد دفعات زیادی برنامه ریزی می شوند .

بلوک های منطقی نیز دارای انواع مختلفی هستند که عموما توسط المانی پایه ، تمامی توابع منطقی را ایجاد می کنند . به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانواده ACT-1 از شرکت Actel ، با پایهء مالتی پلکسری عمل می کنند . به این معنا که توسط مالتی پلکسر ، توانایی ایجاد توابع منطقی مختلف را دارند .

البته تعداد ورودی های هر بلوک منطقی متفاوت است و به نوع FPGA مربوط می شود . به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانوادهء ACT-1  ، از نوع 8 ورودی است . البته در برخی موارد به بلوک های منطقی ، سلول های منطقی نیز گفته می شود .

حتما در ادامه این مطلب را هم بخوانید:  پروژه پردازش صوت و کنترل فواره های آب [رقص نور اکولایزری]

بلوک دیاگرام یک FPGA به طور ساده در شکل شماره 1 نشان داده شده است .

ساختار داخلی FPGA

البته بسیاری از سلول های منطقی بر اساس جداول LUT ساخته می شوند. LUT از تعدادی سلولهای حافظه SRAM  تشکیل می شود که در هنگام برنامه ریزی FPGA ، مقدار دهی می شوند . به طور خلاصه LUT عبارت است از تولید توابع آماده برای استفاده در سلول های منطقی .پیاده سازی توابع مختلف نیز به وسیلهء در کنار هم قرار گرفتن بلوک های منطقی و همچنین تنظیم ارتباط بین هر بلوک و به عهده گرفتن پردازش اطلاعات توسط هر بخش انجام می شود که در شکل شماره 2 نشان داده شده است .

ساختار داخلی FPGA

 

مبحث مربوط به FPGA ها بسیار گسترده است . دلیل این امر گوناگونی معماری ساخت برای FPGA های هر شرکت سازنده است . به عنوان نمونه در ساختار منطقی بلوکها ، ترکیب های متفاوتی وجود دارد که هر شرکت از ترکیب خاص خود استفاده می کند .علاوه بر اجزای گفته شده ، ممکن است برخی قسمت های داخلی نیز برای FPGA تعبیه شده باشد ، نظیر ALU و … که بستگی به طراحی شرکت سازنده دارد. FPGA در پیاده سازی توابع نسبتا پیچیده دیجیتال به کار می روند که نیاز به سرعت پردازش بالایی دارد . علاوه بر این کاهش سخت افزار مورد نیاز و همچنین برنامه نویسی ساده و استاندارد نیز از دیگر مزیت های استفاده از FPGA است.

برنامه نویسی و طراحی مدارات با FPGA ها به طور کلی به 2 صورت انجام می شود:

  • با استفاده از زبان های توصیف سخت افزاری مانند VHDL ، AHDL ، HDL  و …
  • با استفاده از طراحی مدار
حتما در ادامه این مطلب را هم بخوانید:  روبات بازو فوق العاده سریع که در هوا اجسام را می گیرد

این عمل توسط نرم افزارها و ابزارهای برنامه ریزی مختص به هر خانواده انجام می شود که توسط شرکت های سازنده در اختیار طراحان قرار می گیرد . به عنوان نمونه MAX + Plus || و QUARTUS || ابزار های برنامه ریزی FPGA های ساخت شرکت ALTERA هستند.

در فصل اول به بررسی کامل FPGA از لحاظ بررسی ساختار داخلی، چگونگی عملکرد و کاربرد،

قابلیت و توانایی های، کارخانه های تولید کننده و در نهایت زبانهای برنامه نویسی ,نرم افزارهای مربوط FPGA  پرداخته شده است.

در فصل دوم به بررسی کامل قطعات و سخت افزار پروژه و تشریح کامل آنها پرداخته و در نهایت نقشه های جانمایی قطعات و PCB پروژه را قرار داده.

در فصل سوم به صورت کامل به بررسی VHDL پرداخته و نرم افزار ISE را بصورت توضیح و شکل بررسی کامل نموده.

در ادامه پیوست هایی درباره کارها و آزمایش های انجام شده و طریقه برنامه نویسی توسط برد آموزشی قرار داده شده است.

فهرست مطالب                                                                                                              

حتما در ادامه این مطلب را هم بخوانید:  دانلود کتاب اینترنت و اترنت برای سیستم های نهفته

فصل اول : عنوان پرو‍‍ژه و تحقيق

طراحی و ساخت برد آموزشی  Xilinx FPGA با زبان برنامه نویسی VHDL

بررسی ساختار داخلی و بلاك دياگرام FPGA

چگونگی عملکرد و کاربرد FPGA

قابلیت و توانایی های FPGA

کارخانه های تولید کننده FPGA

زبانهای برنامه نویسی FPGA

نرم افزارهای مربوط FPGA

 

فصل دوم : تشريح نقشه فني پروژه و سخت افزارطراحي شده

آی سی XC9572

LCD کاراکتری 16*2

بررسی پایه های LCD کاراکتری 16*2

صفحه کلید ماتریسی

سون سگمنت

آی سی بافر ULN2003

پورت سریال و MAX232

رگولاتور 7805

نقشه جانمایی قطعات بر روی بورد

نقشه PCB مدار

 

فصل سوم: تشریح نرم افزار و برنامه های پروژه

درباره ی VHDL

آشنایی با زبان های توصیف سخت افزار

تاریخچه VHDL

سطوح طراحی در VHDL

مقدمه ای بر VHDL

اعلان Entity

قسمت Architecture

مدل ساختاری

مدل جریان داده

مدل رفتاری

کلمه کلیدی GENERIS

نرم­افزار طراحي و پياده­سازي سخت­افزار ISE

آشنايي با نرم افزار ISE

ايجاد يك پروژه جديد در ISE

اضافه كردن فايل شماتيك جديد به پروژه

فصل چهارم: خلاصه پروژه و پيشنهادات

خلاصه و پيشنهاداتي براي ساخت و تست بردهاي XC9500 FPGA’s

 

 

فایل ها و توضیحات تکمیلی را از لینک زیر دانلود کنید ::: برای راحتی روی دوتا سرور آپلود شده است که در صورت بروز مشکل ….

دانلود برد آموزشی xilinx cpld از سرور 1 

دانلود برد آموزشی XILINX CPLD از سرور 2

این نوشته را با دوستانتان در تلگرام به اشتراک بگذارید :

⁩لینک گروه پرسش و پاسخ مهندسان الکترونیک http://bit.ly/2oLHpZM

درباره ی جهاندیده

با سلام درود به شما که مطالب سایت خودتان را مطالعه می کنید امیدوارم مطالب سایت برایتان مفید باشد و باعث پیشرفت روز افزون شما شود. دوران راهنمایی در کار منتاژ کیت های الکترونیکی بودم تا رفتم هنرستان ^_^ دو سال هنرستان الکترونیک خیلی زود گذشت خیلی چیزها یاد گرفتم ! چهار ترم کاردانی الکترونیک در دانشکده فنی انقلاب تهران ! چهار ترم کارشناسی ICT گرایش بهره برداری از سیستم های مخابراتی در دانشکده فنی شهید شمسی پور تهران پر از تجربه بود :) و الانم فقط دوست دارم چیزایی را که می دونم را به اشتراک بگذارم :)

4 دیدگاه

  1. خیلی ممنون از این پست
    بهتر بود نحوه اتصال به کامپیوتر و برد پروگرمر نیز توضیحاتی داده می شد.

  2. خیلی ممنون از این پست
    بهتر بود نحوه اتصال به کامپیوتر و برد پروگرمر نیز توضیحاتی داده می شد..

  3. با سلام لطفا پروژه های رایگان fpga را بیشتر و ایمیل کنید! با تشکر

  4. سلام خسته نباشید. مطالب خیلی عالی بود. امکانش هست نقشه شماتیک برد اموزشی رو ایمیل کنید یا در سایت قرار بدید؟!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *