Cours:TP M1102 TP 1 Corr

M1102 : TP1 : solutions

Exercice 0

Avec deuxième fichier pour les contraintes

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
--use ieee.std_logic_arith.all;
--use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity exo0tp1 is port (
  e0,e1 : IN std_logic;
  s_et,s_ou : OUT std_logic);
END entity;

ARCHITECTURE behavior OF exo0tp1 IS
  SIGNAL s_e,s_s: std_logic_vector(1 downto 0);
BEGIN
  s_e <= e1 & e0; -- A retenir : manière de regrouper des signaux
  s_et <= s_s(1);
  s_ou <= s_s(0);
  WITH s_e SELECT
    s_s <= "00" WHEN "00",
           "01" WHEN "01",
           "01" WHEN "10",
           "11" WHEN others;
END behavior;

et le fichier de contrainte :

To,Direction,Location,I/O Bank,VREF Group,Fitter Location,I/O Standard,Reserved,Current Strength,Slew Rate,Differential Pair,Strict Preservation
e0,Unknown,PIN_C10,7,B7_N0,PIN_C10,3.3-V LVTTL,,,,,
e1,Unknown,PIN_C11,7,B7_N0,PIN_C11,3.3-V LVTTL,,,,,
s_et,Unknown,PIN_A8,7,B7_N0,PIN_A8,3.3-V LVTTL,,,,,
s_ou,Unknown,PIN_A9,7,B7_N0,,3.3-V LVTTL,,,,,

Avec les contraintes dans le fichier VHDL

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
--use ieee.std_logic_arith.all;
--use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity exo0tp1 is port (
  e0,e1 : IN std_logic;
  s_et,s_ou : OUT std_logic);
END entity;

ARCHITECTURE behavior OF exo0tp1 IS
  SIGNAL s_e,s_s: std_logic_vector(1 downto 0);
  attribute chip_pin : string;
  attribute chip_pin of e0 : signal is "c10";
  attribute chip_pin of e1 : signal is "c11";
  attribute chip_pin of s_et : signal is "a8";
  attribute chip_pin of s_ou : signal is "a9";
BEGIN
  s_e <= e1 & e0; -- A retenir : manière de regrouper des signaux
  s_et <= s_s(1);
  s_ou <= s_s(0);
  WITH s_e SELECT
    s_s <= "00" WHEN "00",
           "01" WHEN "01",
           "01" WHEN "10",
           "11" WHEN others;
END behavior;

Exercice 1

Question 1

Table de vérité

Entrées			Sorties
e2	e1	e0	a	b	s
0	0	0	0	1	1
0	0	1	0	1	1
0	1	0	0	1	1
0	1	1	1	1	1
1	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0
1	1	0	0	0	0
1	1	1	1	0	1

Question 2 : Équation en VHDL

Voici l'équation logique simplifiée : y = e2.e1.e0 + /e2.

Se rappeler qu'il n'y a pas de priorité des opérateurs en VHDL contrairement à l'algèbre de Boole, ce qui impose l'usage de parenthèses pour expliciter les priorités.

Voici comment s'écrit l'équation en VHDL. On vous laisse écrire l'entité et l'architecture.

s <= (e2 and e1 and e0) or (not e2);

Question 3

Complétez tout ceci pour avoir l'architecture et l'entité :

  signal a : std_logic_vector(2 downto 0);
begin
  a <= e2 & &e1 & e0;
  with a select
    s <= '0' when "100" | "101" | "110",
         '1' when others;
-- plus efficace que le listing équivalent à la table de vérité

Exercice 2 : Vote au directoire

Voici la table de vérité :

Table de vérité

Entrées				Sortie
d	c	b	a	v
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	0	1
1	0	1	1	1
1	1	0	0	1
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

Voici un morceau du programme VHDL :

-- Vote au directoire
signal e : std_logic_vector(3 downto 0);
begin
  e <= d&c&b&a;
  with e select
    v <= '0' when x"0" | x"1" | x"2" | x"3" | x"4" | x"5" | x"6" | x"8",
         '1' when others;

D'après tableau de karnaugh, on a :

v = a.b.c + d.c + d.a + d.b

On peut analyser/confirmer la logique de cette expression. Si le directeur vote oui, il suffit d'un associé votant oui pour valider le vote. Si le directeur vote non, il faut les 3 associés pour valider le vote. Et cette expression inclue le cas où tout le monde vote oui.

En VHDL, l'équation s'écrit :

-- Vote au directoire
s <= ( a and b and c) or (d and c) or ( d and b) or (d and a);

Exercice 3: Vote au directoire amélioré

Voici la table de vérité :

Table de vérité

Entrées				Sortie
D	C	B	A	v
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	0	1	1	1
1	1	0	0	1
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

Voici un morceau du programme VHDL :

-- Vote au directoire amélioré
signal e : std_logic_vector(3 downto 0);
begin
  e <= D&C&B&A;
  with e select
    v <= '1' when x"6" | x"7" | x"A" | x"B" | x"C" | x"D" | x"E" | x"F",
         '0' when others;

D'après tableau de karnaugh, on a :

v = d.c + c.b + d.b

On peut analyser/confirmer la logique de cette expression. Si le directeur vote oui, il suffit d'un associé votant oui pour valider le vote. Si le directeur vote non, il faut les 3 associés pour valider le vote. Et cette expression inclue le cas où tout le monde vote oui.

En VHDL, l'équation s'écrit :

-- Vote au directoire amélioré
s <= (d and c) or ( c and b) or (d and b);