LABORATORIO SISTEMAS DIGITALES

TRABAJO: IMPLEMENTACIÓN EN XILINX

Nombre Alumno:

Josset aldridge águila

Asignatura:

Laboratorio Sistema digitales

Profesor:

Haroldo Araya

……

2° Semestre 2013

Introducción

En la actualidad nos vemos rodeados de gran tecnología avanzada lo cual es de mucha

importancia debido a la gran utilidad que se le da para facilitar al desarrollo, creación,

implementación, etc. en una gran cantidad de áreas de estudios.

En la ingeniería a medida que ha pasado el tiempo los distintos dispositivos electrónicos se

han compactado cada vez mas. Desde la utilización de protoboard para conectar

dispositivos electrónicos se ha llegado a la utilización de programas computacionales que

realizan esta tarea y muchas mas. En los sistemas digitales, parte de la ingeniería, para

poder crear diversas aplicaciones se utilizaban los tableros los cuales poseían las

funciones lógicas las cuales se conectaban y así, entre un conjunto de cables y una gran

cantidad de espacio se implementaba la función requerida. Pero gracias al avance de la

tecnología hoy nos encontramos con un programa computacional llamado Xilinx, el cual es

una herramienta de desarrollo el cual posee una gran gama de atributos, consiste en un

conjunto integrado de herramientas software y hardware para crear, simular e

implementar diseños digitales con el cual describimos nuestra función lógica la que luego

es traspasada a un chip cumpliendo con el objetivo esperado. Todas las herramientas de

este programa usan una interfaz de usuario gráfica que permite usar todos los programas

desde iconos, menús o barras de herramientas y además dispone de ayuda.

Objetivos

Comprender y utilizar el programa Xilinx con el fin de implementar un contador

bcd a 7 segmentos traspasando la información descrita en dicho programa a un

chip.

Marco teórico

Cool Runner II

El chip utilizado fue el COOL RUNNER II CPLD, el cual es el mostrado en la siguiente imagen

La distribución interna de los pines para el fin de nuestro trabajo se muestra en la

siguiente imagen

A partir de esta última imagen obtenemos los pines en los cuales se activaran los

diferentes entradas y salidas, en la siguiente tabla se muestra la distribución de los pines

para cumplir nuestro objetivo

CLK: pulso con el cual el bcd a 7 segmentos cambiara de valor PIN 94

Salida: BCD 7 segmentos utilizado para mostrar los números PIN 126

Segmento “a” del bcd PIN 56

Segmento “b” del bcd PIN 53

Segmento “c” del bcd PIN60

Segmento “d” del bcd PIN58

Segmento “e” del bcd PIN 57

Segmento “f” del bcd PIN 54

Segmento “g” del bcd PIN 61

En la siguiente imagen se muestra el chip (Cool Runeer II) en el cualse muestra cual es el

botón en el cual se dará el puso CLK y el BCD 7 segmento utilizado

BCD a 7 segmentos

El bcd a 7 segmento es un dispositivo de salida con el cual se visualizan números

decimales. Está compuesto por siete segmentos, cada uno compuesto por un LED, los

cuales de distingue por las letras que van desde la “a” hasta la “g” como se muestra en la

siguiente imagen.

Durante este trabajo los LED eran activados por “0” por lo que la tabla de verdad utilizada

para poder visualizar los números decimales fue la siguiente

Cifra binaria a b c d e f g Display (Número decimal)

0000 0 0 0 0 0 0 1 0

0001 1 0 0 1 1 1 1 1

0010 0 0 1 0 0 1 0 2

0011 0 0 0 0 1 1 0 3

0100 1 0 0 1 1 0 0 4

0101 0 1 0 0 1 0 0 5

0110 0 1 0 0 0 0 0 6

0111 0 0 0 1 1 1 1 7

1000 0 0 0 0 0 0 0 8

1001 0 0 0 1 1 0 0 9

otro 0 1 1 0 0 0 0 E

Contador

El contador es un circuito secuencial compuesto por compuertas lógicas el cual es capaz

de realizar un “computo”, para nuestro trabajo este “computo” corresponde a la

visualización a través del bcd a 7 segmentos de un número decimal el cual es llamado a

través de la señal CLK.

Desarrollo

Para comenzar se debe crear un nuevo proyecto

Luego se debe especificar las características, donde nosotros usamos “COOL RUNNER II

CPLD ”

Luego se procedió a crear el contador, haciendo click derecho sobre nuestro proyecto

creado y apretando la opción “New source”, se seleccionó la opción “VHDL module” y se

le coloca el nombre adecuado. Luego se indican las entradas y salida., teniendo como

entrada “CLK” que corresponde a nuestro “pulso” y como salida “Q” indicándola como un

bus de 3 a 0 ya que se utilizaran un código binario correspondiente a 4 bits. A

continuación se muestran las imágenes con estos pasos.

Una vez creado nuestro archivo del contador se procedió a realizar la siguiente sintaxis:

Luego se procedió a hacer click en “simulation” y al igual que en el caso anterior se hizo click

derecho y se presionó la opción “New source” y esta vez se creó un archivo “VHDL test bench” se

le coloco el nombre adecuado “contador_tv”

y a este archivo creado se completó con la sintaxis correspondiente a la siguiente imagen:

Luego se chequeo que la sintaxis estuviese correcta y se simulo el contador.

La simulación obtenida es la siguiente:

Para finalizar nos dirigimos a la parte ”implementation” , haciendo click sobre el archivo de

nuestro contador y se crea el símbolo esquemático

Una vez creado nuestro contador se procedió a realizar el BCD a 7 segmentos. Se volvió a ir a la

parte “implementation” y se hizo click derecho sobre nuestro proyecto para crear una nueva

fuente (“New source”) y al igual que en el caso anterior se creo un “VHDL module” teniendo una

salida llamada “salida” y tanto la entrada “BCD” y la salida “display” se indicaron como buses

Y la sintaxis del BCD es la siguiente:

Posterior a esto se fue a la parte de simulación, realizando el mismo procedimiento que para el

contador se creó una nueva fuente del tipo “VHDL test brench” de nombre “BCD_TB” cuya sintaxis

fue la siguiente:

Luego de chequear la sintaxis se procedió a simular, dando como resultado lo siguiente:

Finalmente se vuelve a “implementation” haciendo click sobre el archivo del BCD y se crea el

símbolo esquemático.

Una vez creado el contador y el bcd creamos una nueva fuente en el archivo en la sección

implementación, esta vez del tipo “esquemático”

Una vez creado se nos habre la siguiente ventana en la cual introducimos los símbolos

esquemáticos creados anteriormente (del contador y del bcd)

Estos símbolos son unidos y se les agrega una etiqueta a la entrada y a las salidas a la cual se le

coloca en nombre correspondiente.

Etiqueta

s

Para unir simbolos

Luego al esquemático creado (el mostrado anteriormente) se le asigna como “ Set as top module,

haciendo click derecho sobre éste.

Luego en la parte de simulación se crea una nueva fuente de “VHDL test brench” correspondiente

al esquemático realizado anteriormente.

Para finalizar en implementación se crea una nueva fuente del tipo ”IMPLEMENTACION”

Una vez creada esta fuente se escribe las entradas y salidas que corresponden a los pines del COOL

RUNNER II con el siguiente sintaxis:

Ahora se procede a cargar el programa creado al chip, para esto se hace click en la opción “Tools”

y se elige “iMPACT”

Se habre la siguiente ventana en la cual se hace click derecho y se elige la opción “Add xilinx

device”

Y se elige el archivo “.jed” que se tiene en nuestra carpeta con el nombre de nuestro proyecto

Una vez que se agregó el proyecto se hace click derecho sobre éste y se elige la opción

“programar”

Se espera hasta que el proceso complete la programación

Una vez Programado el proyecto en el chip se va presionando el pulsador con lo que el display

responde con un cambio de número. A continuación se muestra la secuencia de números

obtenidos

Conclusión

A partir de este trabajo realizado se puede decir que es impresionante la manera en que la

tecnología avanza siendo un gran aporte para el desarrollo de la ingeniería el programa utilizado,

ya que contrastando con la primera experiencia realizada durante este laboratorio en la cual se

utilizó un protoboard donde se tuvo que realizar una serie de conexiones entre compuertas

utilizando un amplio espacio y bastante tiempo tan solo para realizar una simple función, mientras

que al utilizar el programa XILINX en la cual se implementó una función más compleja que la

mencionada anteriormente el tiempo requerido en describir nuestro contador bcd a siete

segmentos una vez sabiendo utilizar el programa fue mínimo, además que haciendo uso de la

herramienta “check sintaxis” fácilmente se puede dar cuenta de los errores cometidos no como en

el caso de utilizar el protoboard.

Finalmente se pudo cumplir con el objetivo

Bibliografía

Manual pines COOL RUNNER II CPLD

http://www.ladelec.com/teoria/electronica-digital/185-decodificacion-bcd-a-codigo-de-7-

segmentos

http://elpostulante.files.wordpress.com/2012/02/compuertas_logicas.pdf