Hinweise zu Praktikum und Versuchen

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Hier finden Sie Nachträge, Korrekturen und Hinweise zu Praktikum und Versuchen, speziell über oft gemachte Fehler und praktische Tips die nicht in der Anleitung stehen (nach Aktualität geordnet):

Vergessen Sie bitte nicht, am Schluss dem Versuch eine Note zu erteilen!

Man Kann auch das original PLD-Board kaufen.

Für alle die es nicht erwarten können:

Sie können einen vollständigen Melody-Player (Versuch 6) mit verschiedenen Melodien zum Programmieren ins Board herunterladen (aus naheliegenden Gründen nur das Programmierfile und nicht den Design).

Allgemein

Wenn Ihnen die Zeit einmal ausnahmsweise nicht zur Vorbereitung reicht, so sollten Sie vor dem Praktikumsnachmittag wenigstens die Aufgabe gelesen haben!

Einloggen auf dem PC:    Username = digiprakt     Passwort = student    (case sensitiv!)

Versuche 2 bis 6

Lassen Sie am Schluss das PLD-Board über die "Nabelschnur" mit dem PC verbunden (nicht ausstecken, die Stecker sind empfindlich).

Sichern Sie Ihre Files (welche notwendig können Sie hier lesen in einem persönlichen Directory (dann müssen Sie das nächste mal wieder den gleichen PC benützen), auf einer Diskette (steht zur Verfügung) oder über das Netz auf einem Ihnen gehörenden Speicherplatz.

Löschen Sie alle Ihre Versuchsfiles (die nächste Gruppe will wie Sie alles selbst neu machen).

MAX+plusII

Allgemein

Achtung: Alle in einem Projekt benötigten Files müssen sich im gleichen Directory befinden.

Öffnen Sie das acf File für das Pin-Locking nur über das Pyramidensymbol in MAX+plusII und nicht im Explorer, - nur so sind Sie sicher das richtige File zu erwischen!

File zum Projekt machen

Wie man das aktuelle Designfile zum Projekt macht ist in der Anleitung über Menü File/Projekt/Set Project to current File angegeben. Dafür gibt es jedoch auch einen Schortcut auf der Tastatur: Ctrl/Shift/J.

Compiler

Der Compiler übersetzt die mit den Designfiles beschriebene Funktion in den PLD, nicht die Schaltung. Es ist deshalb nicht nötig, die Funktion möglichst einfach zu beschreiben, wie etwa kombinatorische Logik zu minimisieren (ohne Sie beleidigen zu wollen, das macht der Compiler vielfach besser). Ihre Beschreibung soll dagegen möglichst übersichtlich und verständlich sein.

Subdesign Symbole

Ein erzeugtes Symbol (.sym - File) beschreibt nur die graphische Form (Anzahl Ein- und Ausgangssignale, Namen, Anordnung) und enthält einen Link auf das zugrundeliegende Designfile. Soll ein Subdesign zur Wiederverwendung kopiert werden, so genügt es nicht, nur das Symbolfile zu kopieren. Es müssen zusätzlich auch alle darunter liegenden Desig- und Symbolfiles mit kopiert werden.

Ein Symbol muss nur dann neu erzeugt werden, wenn die Anzahl oder Namen von Ein- und Ausgangssignalen ändern. Beliebige Änderungen der Schaltung in Designfiles werden automatisch vom compiler berücksichtigt, das Symbol nuss nicht neu erzeugt werden.

Schema Editor

Es ist nicht nur eine Frage des guten oder schlechten Stils ein Schema zu zeichnen, nein, wenn Sie die folgenden beiden einfachen Regeln nicht strikt befolgen, werden Sie sich über kurz oder lang deswegen mühsam mit Fehlern herumplagen:

Den Inverter findet man in der Bibliothek "prim" als not, logisch 1 (Vdd) als Vcc, logisch 0 (Vss, 0V) als GND.

Rubberbanding

Mit dem Schalter Rubberbanding im Menü Optionen wird eingestellt, ob beim Verschieben eines Objektes mit angeschlossenen Leitungen diese mit gezogen werden (Rubberbanding ein) oder stehen gelassen werden (Rubberbanding aus). Das folgende Beispiel zeigt die Verschiebung des Objekts "amp_ctrl":

Tip: Damit beim Einfügen eines neuen Objektes in ein bestehendes Schema dieses sich beim Verschieben nicht irgendwelche Leitungen zum Mitziehen schnappt (bei Rubberbanding ein), sollte dazu immer Rubberbanding aus gewählt werden.

Bus Signalnamen

Damit Schemas übersichtlicher werden, können Signale zu Bussen zusammengefasst werden. Normalerweise verwendet man dazu ähnliche Signale, z.B die Registerausgänge Q1 bis Q16. Für die Bezeichnung von Bussen und einzelnen Signalen daraus gelten folgende Regeln:

Programmer

Die Fehlermeldung "Unrecognized device or socket is empty" hat den Ursprung fast immer in der fehlenden Vorgabe "DEVICE = EPM3064ALC44-10;" im acf File des Projektes (bzw. in der falschen automatisch erzeugten Vorgabe "DEVICE = EPM3032ALC44-10;" wenn die richtige fehlt).
Abhilfe: Pin-Lock-Liste aus SB2_pin-lock-list.txt ins acf File des Projektes kopieren. Dieses (das richtige) findet man am sichersten über die Hierarchie Anzeige (MAX+plusII->Hierarchy Display oder Pyramidenknopf).

File Salat

MAX+plusII erzeugt beim Compilieren im Projek-Directory sehr viele Files. Zum Teil werden frühere Versionen sogar behalten. Dadurch entsteht in kuzer Zeit ein unübersichtlicher File-Salat. Davon kann man die meisten löschen ohne etwas zu verlieren. Es genügt nur die folgenden Files eines Projektes zu behalten (in ein Archiv zu kopieren oder mit nach Hause zu nehmen):

Diese Files genügen um das Projekt jederzeit wieder direkt neu zu compilieren oder mit dem pof File ohne eine neue Compilation PLDs zu programmieren.

Falls ein Directory mehrere Projekte enthält, so sieht man in der Hierarchie-Anzeige eines Projektes welche Files darin verwendet werden.

Nur programmieren

Um einen compilierten Design ins PLD programmieren zu können wird nur das zugehörige pof File benötigt. Das ist sehr praktisch um nur das Resultat, nicht aber den Design selbst weiter zu geben. Zum Programmieren muss der Design, der Name des pof Files als Projekt deklariert werden (Files/Project/Name), danach kann programmiert werden.

Versuch 2

7-Segment Decoder

Im Schema der Aufgabe auf Seite 10 oben sind die Ausgangspins zur Anzeige falsch beschriftet (Reihenfolge). Richtig ist:

Versuch 1

Einstellung Speisegerät

Vergessen Sie bitte nicht, die Strombegrenzung am Speisegerät auf ca. 10% des Maximalwertes einzustellen! (nach Augenmasse am Drehknopf CURRENT LIMIT).
Eine zu hoch eingestellte Spannung (> 5.5V) oder Strombegrenzung kann zur Zerstörung von ICs auf dem Print führen.

Einstellung des KOs

Verwenden Sie immer den kalibrierten Modus, - Drehknöpfe VAR (variabel) ganz nach rechts drehen wo sie in der Endstellung einrasten, Warnlampen UNCAL dunkel, - für den Vertikalteil und den Horizontalteil. Nur so werden die eingestellten Werte auf dem Bildschirm angezeigt und die Mess-Cursoren können verwendet werden. Der unkalibrierte Modus (uncal) ermöglicht eine stufenlose Einstellung der Grössen (Y-Empfindlichkeit, Zeitbasis). Er soll nur wenn wirklich notwendig verwendet werden. Dies gilt ganz allgemein, nicht nur im Praktikum!

Die Y-Signale mit DC-Kopplung (DC COUPLING) anschliessen, nur so wird auch der Gleichspannungsanteil dargestellt. AC-Kopplung in Spezialfällen anwenden. Gilt ganz allgemein, nicht nur im Praktikum!

Anschluss Inverter Transfer Kennlinie (Vorbereitung)

Die Figur zeigt den Anschluss des Inverters A zur Vorbereitung und Lösung der Aufgabe 3:








Anschluss Ringoszillator (Aufgabe 13, 14, 15)

Die Figur zeigt den Anschluss des Ringoszillators zur Lösung der Aufgabe 13:

Achtung: In der Anleitung zum Verusch 1 wird das Multimeter für die Messung des Ringoszillator Stromes mit umgekehrter Polarität angeschlossen. Unterschied: der Strom wird negativ angezeigt.

Achtung: Die Spannung kann nicht mit dem Multimeter gemessen werden wie man ganz clever meinen könnte, es muss dazu der KO verwendet werden! (Warum können sich die Spezialisten unter Ihnen überlegen, - und dann vielleicht auch noch herausfinden wie man es trotzdem machen könnte!).

Minimale Betriebsspannung für den Ringoszillator (Aufgabe 14)

Es soll die minimale Betriebsspannung bei welcher der Oszillator gerade noch einwandfrei schwingt bestimmt werden. Dazu müssen wir uns überlegen, was unser Kriterium für "einwandfrei schwingt" sein soll:

Der Ringoszillator liefert ein rechteckförmiges CMOS Digitalsignal. Der 0 - Pegel soll auf Masse (GND, 0V) liegen, der 1 - Pegel auf Speisespannung (Vdd). Bei sehr tiefer Speisespannung (mehrere 100mV) kommt der 1 - Pegel nicht mehr bis auf Vdd hoch, das Ausgangssignal ist nicht mehr "einwandfrei". Die KO-Sonde stellt einen Widerstand von 10Mohm als Last vom Ansgang nach Masse (GND) dar. Der P-FET (verantwortlich für die 1-Spannung am Ausgang) kann den sehr kleinen Laststrom von einigen 10 nA nicht liefern da Ugs < Uth ist, die 1-Ausgangsspannung bleibt unter Vdd). Folglich: die minimale Betriebsspannung ist diejenige Spannung, bei welcher der 1 - Pegel gerade noch ca. Vdd erreicht.

Die Verlustleistungskapazität sollen Sie für einen Inverter (Cpd1) berechnen. Für die minimale Betriebsspannung nicht notwendig, das Resultat wäre unbrauchbar.

Chaos in der IC Fabrik

Beim 6-pol Schalter oben rechts bedient die oberste Position (1) den pin 13 und nicht wie oft falsch angenommen wird den pin 14!

ICs richtig in den Sockel stecken ....

Um einen IC (Chaos IC) richig in den Sockel zu stecken ohne Pins zu verbiegen oder sogar abzubrechen gibt es eine einfache Technik:

  1. Eine Pin-Reihe des ICs einseitig in die Kontaktreihe des Sockels stecken, - aber nicht ganz hinein drücken.
  2. Den IC gegen diese Seite drücken bis die zweite Pin-Reihe des ICs in die zweite Kontaktreihe des Sockels passt und auch diese einstecken
  3. Den IC ganz in den Sockel drücken.

.... und auch wieder richtig heraus nehmen

Herausnehmen eines ICs aus dem Sockel ist zwar einfacher als einstecken, aber auch das kann man falsch machen:


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