Descrizione del problema

1. Descrizione del problema Si vuole realizzare una rete per un gioco di “ tiro al bersaglio” durante una festa per bambini. Il bambino vincerà un premio ogni volta che riesce a totalizzare almeno 5 punti. Il gioco funziona nel seguente modo : • Il bersaglio è popolato da due sensori A e B progettati in modo tale che le loro configurazioni dividano l’area del bersaglio in varie zone a cui attribuire un punteggio nel seguente modo: per la configurazione 00 non viene colpito il bersaglio, dunque vengono totalizzati 0 punti. Se la freccetta colpisce il bersaglio e i sensori segnano la configurazione 01 il bambino guadagna 1 punto, se invece i sensori hanno valore 10 il bambino guadagna 2 punti, mentre se viene colpito il centro del bersaglio dove i sensori hanno configurazione 11 il bambino guadagna 5 punti. Le configurazioni previste durano un intervallo di clock. • Quando il contatore segna almeno 5 punti l’uscita della rete P, sale a 1 ed illumina un led per indicare che il bambino ha diritto al premio. Tale uscita rimane alta per 3 periodi di clock dove sicuramente il gioco sarà interrotto(A=0 e B=0). • Ogni volta che vengono superati i 5 punti e passati i 3 periodi di clock la rete si resetta per ricominciare il gioco e l’uscita torna a 0 spegnendo il led.

2. vhdl

6. Simulazione behavioral Nel caso del VHDL si è deciso di utilizzare il vettore sensori che risulta essere molto pratico nella stesura del codice.Anche in questo caso i risultati del test confermano la correttezza della rete. Non appena viene totalizzato un punteggio di almeno 5 punti l’uscita P diventa uguale a 1 attivando il corrispondente led, il quale rimarrà acceso, come previsto, per 3 periodi di clock per poi tornare a zero spegnendosi. Ricordiamo che è necessaria la condizione che i sensori d’ingresso durante i 3 periodi di clock rimangano a zero ovvero non sia in corso nessuna partita. La simulazione mette in evidenza anche il comportamento del reset il quale viene attivato automaticamente e fa si che si possa iniziare una nuova partita partendo dal punteggio 0. Inoltre si è voluto dimostrare il corretto funzionamento anche per sequenze di punteggi che superino il punteggio minimo e anche il comportamento della rete nel caso in cui una partita venga sospesa . In tal caso non appena venga ripreso il gioco è ancora valido il punteggio ottenuto prima della sospensione.

7. Simulazione post-route La simulazione Post-Route mette in evidenza alcuni ritardi dovuti ai componenti scelti per la realizzazione della rete e alle commutazioni dei segnali stessi. Si può concludere però che il risultato ottenuto da tale simulazione è soddisfacente e corretto in quanto l’uscita P commuta il suo stato con un ritardo inferiore ai 10 ns.

8. Test bench Si riporta il codice integrale utilizzato per testare la rete sincrona scritta interamente con il codice VHDL:

9. Si è optato di creare un process a parte per il clock per rendere più chiaro l’intero test e maggiormente visibili gli stimoli indotti alla rete Condizione necessaria esplicitata dal testo in cui viene ribadito che per tre periodi di clock, dopo il raggiungimento del punteggio minimo, è garantito che non è in atto nessuna partita