CPLD評価ボード上での実機検証をゲームプログラムで可視化するVHDL演習実験

VHDL 练习实验，通过游戏程序在 CPLD 评估板上可视化实际器件验证

• 批准号: 21909026
• 负责人: 村上 浩
• 金额: $ 0.19万
• 依托单位: 香川高等専門学校
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21909026/
• 关键词: VHDL; マイコン

【研究目的】本学4年の演習実験において、シミュレーションソフト'ModelSim'を使用した、VHDL演習実験を行っている。回路を設計・作成後、シミュレーションし、波形や信号を視認している。前半は、基本回路等を作成し、操作手順を習得する。後半は、状態遷移図・遷移表、特性方程式から入出力論理式を求め、n進カウンターとステートマシーンの設計手法を理解し、自動販売機回路等の設計・作成を行う。この実験の欠点は、検証を単調な波形等で視認するため、正常動作時の達成度の度合いが実機での検証と比較して低く、学生の学習意欲の向上に偏りが生じることである。そこで、取組み意識を強く持つことでこれを改善しようと、検証時の入出力信号をパソコンに取込み、学生に興味を持たせるゲームプログラムでの検証ができる、CPLD評価ボードを製作し、それを用いた新たなVHDL演習実験を開発する【研究方法】CPLD評価ボードについては、1)ユニバーサル基板上に、仕様に沿った評価ボードを試作し、USBテストプログラムで動作検証を行う。2)プリント基板CADを用いて、新規部品ライブラリから回路パターンを作成し、基板製造を行う。3)EDAツールを用いて、回路構成をムーア型とする自動販売機回路を作成し、評価ボードへの書込みを行う。自動販売機プログラムについては、4)効果音やアニメーション機能等を用い、評価ボードを操作する度にディスプレ上に現在の自動販売機の状態と状態遷移図を展開する。【研究成果】・仕様に沿った評価ボードを試作し、自動販売機回路を書込みテストプログラムで実機検証を行った。・基板CADソフト'OPUSER'で実装部品ライブラリと回路パターンの作成を行った。今後、早急に基板製造を行なうとともに、ゲームプログラムを改良しながら表示手法や操作性等を検討していき、教育効果を高めていく。

[Objective] The 4-year exercise implementation of this school is based on the application of 'ModelSim' and VHDL. After the loop design and creation, the waveform signal is recognized. The first half, the basic loop, etc. are made, and the operation is learned. The second half, state transition table, characteristic equation, input and output logic formula, n input and output design method, automatic vending machine circuit design and implementation The lack of a point in the process, the degree of integration of the normal operation, the degree of integration of the actual mechanism, the upward bias of the student's desire to learn, etc. For example, if the user's group consciousness is strong, the user ' USB Teleport Mode Action Verification 2) New component design, circuit design, substrate production 3)EDA circuit application, circuit construction, automatic vending machine circuit construction, evaluation, and operation. Automatic vending machine status and status transition of automatic vending machine are expanded according to the operation of automatic vending machine status and status transition. [Results]: The test results of the automatic sales machine loop are as follows: The base plate CAD 'OPUSER' is used to install the parts, and the circuit design is carried out. In the future, the rapid development of substrate production will improve the presentation and operability, and improve the educational effect.