MODULARIZAÇÃO DE ESQUEMÁTICOS EM FPGA

Graduação em Ciência da Computação. Disciplina: Laboratório de Eletrônica Digital. Ano 2016. Prof. Otávio Gomes.

PRÁTICA 6: MODULARIZAÇÃO DE ESQUEMÁTICOS EM FPGA

Pedro Henrique da Costa ALVES1

Renato BOAVENTURA1

Vitor Fernandes FERREIRA1

1 Instituto Federal de Minas Gerais, Formiga, MG.

Resumo: O presente artigo irá discorrer sobre a prática de laboratório da disciplina de Laboratório de Eletrônica Digital, realizada no dia 08 de Junho, onde tivemos que desenvolver a montagem de um bloco Somador/subtrator completo simulando o circuito em uma placa FPGA disponibilizada para os testes.

PALAVRAS CHAVE: FPGA, altera-quartus, XOR, portas-lógicas, Model-sim, Subtrator.

1. INTRODUÇÃO

        Nesta aula prática foi apresentada uma forma de como montar circuitos aritméticos utilizando o diagrama de blocos e sua implantação da FPGA, também foram apresentados os conceitos de somadores e subtratores.

2. DESENVOLVIMENTO

        No desenvolvimento e ambientação desta experiência foram desenvolvidas as montagens dos circuitos aritméticos através de outras portas lógicas. Na ambientação foi montado um somador completo através de meio-somadores e subtratores.

Abaixo, demonstramos como este circuito é construído:

[pic 1]

Figura 1 Meio Somador

2 – Experimento:

        

Para a prática utilizamos:

• Placa FPGA;
• Software Altera Quartus II;
• Software ModelSim;

No experimento que deveríamos executar, tivemos que construir um circuito equivalente ao somador/subtrator. Essa pratica foi desenvolvida com o software Altera Quartus II e Model-sim com a placa FPGA. Na primeira parte tivemos que construir um circuito para construir um subtrator.

Abaixo, demonstramos como este circuito foi construído:

[pic 2]

Figura 2 Circuito Logico Subtrator

        O subtrator completo possui Carry ln (Soma em excesso), que é utilizado para subtrair números de pelo menos duas casas. Isso é possível Cascateando um meio-subtrator com Subtratores Completo.

Somador:

Um somador de dois bits, ou meio somador, é um circuito combinatório com duas entradas e gera duas saídas, a soma e o excesso, e geralmente são usados na ALU (unidade lógica aritmética) de microprocessadores. A tabela verdade da função é:

A	B	S	T
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

Tabela 2-Tabela Verdade de um meio somador

A Função S pode ser representada por S=(¬A)B+A(¬B)=A⊕ B, e a Função C pode ser por Cout=AB. Agora um somador completo possibilita a soma de 2 números binários mais o “carry” anterior, e tem como saída o “carry”(excesso da soma) e a própria soma.

A	B	Cin	S	Cout
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

Tabela 3-Tabela Verdade de um somador completo.

3. RESULTADOS

Confirmamos os resultados utilizando a tabela verdade referente a essa porta lógica. Demonstramos a mesma abaixo:

Pin_name1	Pin_name2	Pin_name5	Pin_name4	Pin_name3
0	0	0	0	0
0	0	1	1	1
0	1	0	1	1
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	1	0	0	0
1	1	1	1	1

Tabela 1-Tabela Verdade de um Subtrator Completo