Ejercicio resuelto con FPGA y VHDL con la tarjeta Basys2 Digilent

EJERCICIO::  Con un DECODER38 y tres compuertas OR-5 de 5 entradas se requiere 
implementar un DETECTOR de 3 entradas y 3 salidas como se muestra en la figura, utilizando la FPGA disponible en la tarjeta Digilent Basys 2.

 Se trabaja con el software Xilinx ISE 10.1 y con la tarjeta Basys 2 de Digilent.

  

En la salida PRIMOS se enciende un LED, cátodo común, cuando en B2, B1, BO se coloque un número en binario cuyo equivalente decimal sea primo: 1, 2, 3,5 y 7.

En la salida MEN5 se enciende un LED, cátodo común, cuando en B2, B1, BO se coloque un número en binario cuyo equivalente decimal sea menor que 5: 0, 1, 2,3 y 4.

En la salida MAY2 se enciende un LED, cátodo común, cuando en B2, B1, BO se coloque un número en binario cuyo equivalente decimal sea mayor que 2: 3, 4, 5,6 y 7.

1.      .      Escriba el programa VHDL  del DECODER38
2.             Escriba el programa VHDL  de la compuerta OR_5
3.       Si las señales internas son  S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7  escriba el programa completo en VHDL        utilizando el DECODER38 y las 3 compuertas OR_5 como Componentes, y utilizando la instrucción PORT MAP.
4. Efectúe la asignación de pines con 3 interruptores como entradas y 3 leds como salidas.
5. Verifique que el Detector diseñada funciona perfectamente cumpliendo los requerimientos propuestos.

S Solución:   

    Inicialmente, antes de escribir los códigos en VHDL se requiere haber configurado la FPGA:

   1. Se elabora el programa del decoder de 3 entradas y 8 salidas, se salva y se sintetiza

1.                                    

                Se  puede ver su esquemático RTL en bloque:

Al dar doble clik sobre el bloque vemos en detalle el esquemático del decodificador:

2.        2.  Se elabora luego el programa VHDL para la compuerta OR_5 así:

PHay que salvar y sintetizar este archivo. Para sintetizarlo hay que establecerlo como módulo superior: Set as Top Module

E El esquemático RTL  de la compuerta  OR de 5 entradas 

33,  Se elabora ahora el programa completo del DETECTOR  que integre los componentes DECODER38 y OR_5, de acuerdo a lo solicitado en el ejercicio:

s  Se salva y se sintetiza este archivo.Para sintetizarlo hay que establecerlo como módulo superior: Set as Top Module.  

   Al observar la forma como se va estructurando la implementación podemos observar la jerarquía establecida en el diseño:

        Veamos el esquemático del Detector:

4  4.  Asignación de pines de acuerdo a la tarjeta  (User Constrains:  Restricciones del Usuario).

Hay que tener en cuenta el manual de referencia o mirar los pines directamente en la tarjeta Basys 2:

Se escogen los tres interruptores (ENTRADAS)  y los tres leds (SALIDAS):

En el programa auxiliar PACE se debe salvar este archivo de extensión .UCF

S   Se debe efectuar luego la implementación para generar el archivo de programación. Se enciende la tarjeta para ser reconocida y finalmente con el programa auxiliar ADEPT  se efectúa la programación real en la tarjeta verificándose que funciona perfectamente.