گام چهارم: کد نويسي و توصيف سخت‌افزار

پس از ترسيم نمودار‌هاي جرياني و حالت مدار ديجيتال٬ نوشتن کدهاي توصيف کننده آن به کمک يک زبان توصيف سخت‌افزاري مانند Verilog يا يک زبان توصيف سيستمي مانند SystemC کار بسيار ساده‌اي خواهد بود٬ با وجود نمودارهاي حالت حتي مي‌توان فرايند کدنويسي را به برنامه‌هايي که براي اين کار توسعه يافته اند مانند stateCAD سپرد.

در مثال طراحي شمارنده برنامه‌پذير٬ ما از زبان توصيف سخت‌افزاري Verilog بهره برده و طراحي مدار را در سطح رفتاري مطابق با آنچه در نمودارهاي جرياني توصيف شده است به سرانجام رسانده‌ايم. علاوه بر اين به دليل اينکه هدف اصلي اين طراحي٬ سنتز مدار مي‌باشد سعي شده است از عملگرها و عبارات قابل سنتز اين زبان در توصيف شمارنده برنامه‌پذير استفاده شود.

نسخه اوليه کد توصيف سخت‌افزاري مدار را مي‌توانيد در اينجا مشاهده نماييد.

گام پنجم : شبيه سازي و ارزيابي عملکرد مدار

پس از توصيف مدار به وسيله يک زبان توصيف سخت‌افزاري يا توصيف سيتمي٬ جهت ارزيابي عملکرد مدار بايد آنرا شبيه سازي کرد٬ به اين وسيله مي‌توان تشخيص داد کدهاي توصيف کننده٬ دقيقا همان سخت‌افزاري را توصيف مي‌کنند که در گام اول مشخصات آن را تعيين کرديم.
براي اين کار روش‌هاي متعددي وجود دارد که با توجه به پيچيدگي سخت‌افزار روش‌هايي به خدمت گرفته مي‌شود که به صورت ساده تر با جزئيات کمتر٬ مدار را ارزيابي کند.
در مثال طراحي شمارنده برنامه‌پذير٬ به کمک نرم‌افزار شبيه ساز ModelSim 5.7 SE کد‌ Verilog توصيف کننده مدار را شبيه سازي کرديم٬ براي اين کار علاوه بر کد verilog شمارنده٬ نياز به يک ماژول محرک يا Testbench نيز داريم که بردار ورودي‌ها و کلاک شمارنده را توليد نمايد٬ به همين خاطر براي هر مدکاري شمارنده برنامه‌پذير ٬ يک ماژول Testbench نوشته شده است که به واسطه هر يک از اين ماژول‌هاي محرک مي‌توان عملکرد صحيح مدار را مورد ارزيابي قرار داد.
تمامي اين فايل‌ها را مي‌توانيد از اين صفجه دانلود کرده و آنها را با فرايند شبيه‌سازي همراه نماييد.
در تصوير زير مي‌توانيد نمونه شکل موج‌هاي صحيحي که به کمک ماژول محرک mode 1 توليد شده است مشاهده کنيد.

همانطور که در اين تصوير مشاهده مي‌کنيد٬ ابتدا latch_counter و CWR مقدار گرفته و شمارش counter تا زماني که به مقدار FF برسد ادامه پيدا مي‌کند٬ سپس data_out به اندازه يک پالس 1 شده و مجددا عمليات شمارش از مقدار ذخيره شده در latch_counter دنبال مي‌شود.