Praktikum IFunny Gates Using ISE Webpacks

Tujuan

Dapat membuat project baru dan melakukan konfigurasi pada software ISE Webpack

Memahami bagaimana karakteristik setiap gerbang-gerbang digital. Mulai dari

gerbang AND, gerbang OR, dan gerbang XNOR. Hingga memahami pengaruh

parameter inputan untuk parameter outputan.

A. Dasar Teori

Embedded

Embedded System berkaitan dengan bidang menarik merancang sistem komputasi

embedded - komputer-komputer tersembunyi di segala macam perangkat elektronik, seperti

kamera digital, pemutar MP3, video game, mobil, mesin fax, mesin fotokopi, printer, alat

pacu jantung, alat bantu hearding, rumah sakit peralatan, dan sebagainya. Hal ini

memperkenalkan siswa dengan menggunakan pandangan terpadu dari hardware dan software

desain - pemetaan fungsi yang diinginkan untuk koleksi tujuan tunggal prosesor (hardware

digital dan peripheral) dan keperluan umum prosesor (mikroprosesor).

Siswa akan mendapatkan pengalaman membangun sistem digital nyata menggunakan

VHDL, sintesis dan FPGA (Xilinx), dan mikroprosesor tertanam pemrograman (Intel 8051 8-

bit Sistem komputasi embedded ditemukan di mana-mana, termasuk ditelepon selular, pager,

VCR, camcorder, termostat, tepi jalan sewa-mobil check-inperangkat, stockers supermarket

otomatis, perangkat persediaan terkomputerisasi kontrol, termometer digital, mesin penjawab

telepon, printer, video game portabel, TVset-top box -daftar goes on. Pada tahun 1997, rumah

tangga rata-rata US memiliki lebih dari10 komputer tertanam, belum lagi mobil, yang akan

memiliki 35 atau lebih pada tahun2000. Permintaan untuk desainer sistem embedded besar,

dan berkembang pesat.

DiCS122A, Anda akan belajar bagaimana mengembangkan dan memprogram

embedded system. Kita akan membahas pemrograman C mikrokontroler tertanam, fungsi

dan penggunaan peripheral umum, dan program dan simulasi (menggunakan VHDL) ada

tujuan tunggal prosesor (hardware digital kustom). Selain melakukan latihan lab, homeworks,

dan ujian, Anda akan memiliki kesempatan untuk mengembangkan sistem Anda sendiri

tertanam sebagai sebuah proyek.

B. Gerbang Logika

Gerbang logika merupakan dasar pembentukan sistem digital. Gerbang logika

beroperasi dengan bilangan biner, sehingga disebut juga gerbang logika biner. Tegangan

yang digunakan dalam gerbang logika adalah TINGGI atau RENDAH. Tegangan tinggi

berarti 1, sedangkan tegangan rendah berarti 0.

1. Gerbang AND

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan

mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika 0.

Gambar Gerbang Logika AND Tabel Kebenaran AND

Pernyataan Boolean untuk Gerbang AND adalah A . B = Y (A and B sama dengan Y)

2. Gerbang NAND (Not AND)

Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan pada logika 1.

sebaliknya jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada gerbang NAND, maka

keluaran akan bernilai 1.

Gambar Gerbang Logika NAND Tabel Kebenaran NAND

3. Gerbang OR

Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu dari masukannya pada

keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 0, maka semua masukan harus dalam keadaan 0.

Gambar Gerbang Logika OR Tabel Kebenaran OR

4. Gerbang NOR

Gerbang NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada

keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukannya harus dalam

keadaan 0.

Gambar Gerbang Logika NOR Tabel Kebenaran NOR

5. Gerbang XOR

Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan memberikan keluaran 1 jika masukan-

masukannya mempunyai keadaan yang berbeda.

Gambar Gerbang Logika XOR Tabel Kebenaran XOR

6. Gerbang NOT

Gerbang NOT adalah gerbang yang mempunyai sebuah input dan sebuah output.

Gerbang NOT berfungsi sebagai pembalik (inverter), sehingga output dari gerbang ini

merupakan kebalikan dari inputnya.

Gambar Gerbang Logika NOT Tabel Kebenaran Gerbang NOT

C. Peralatan

1. PC

2. ISE WebPack (Free)

3. ModelSim (Free with license)

4. Development board

5. Xilink ESC

D. Rangkaian Percobaan

E. LangkahPercobaan

1. Mendeskripsikan Sistem

Dibawah ini merupakan deskripsi system membuat 4 gerbang NAND dengan

3 inputan (S, R dan CLOCK). Untuk keluaran berupa 2 output LED (Q dan Qnot).

2. Membuat Project baru

Project yang dibuat yaitu dengan menggunakan program Xilinx ISE 6

Langkah-langkahmembuat project baru :

Nama dan letak project, top-

level disain

Device dan design flow

Create new source (next)

Add existing source (next)

Project information (finish)

Project is ready

3. Membuat Source Code

Setelah membuat project barus selanjutnya membuat project baru yaitu dengan

perintah :

Pilih Project New Source

Isi namadantipe (next)

New Source information (finish)

Source akan ditambahkan pada project

Jendela ECS

4. Membuat Source Code (ECS)

Untuk membuat gerbang system yang sebelumnya sudah dideskripsikanya itu dengan:

Pilih tab symbol

Pada Symbols cari dan pilih komponen NAND2

Letakkan mouse pada bidang gambar lalu klik kiri untuk meletakkan

Lengkapi komponen sesuai disain awal

Membuat ECS pin Input

Tambahkan simbol IBUF

Hubungkan dengan Wire

Gunakan tool Add I/O Marker

Letakkan pada semua kaki input IBUF

Klik kanan pada simbol pin input, ganti nama menjadi Clock

Ulangi untuk simbol pin input yang lain (S dan R)

Membuat pin output

Tambahkan simbol OBUF

Hubungkan dengan wire

Tambahkan pin output dengan I/O Marker

Gantinama pin dengan Q dan Qnot

Lakukan check schematic

Bila tidak ada error, lakukan save biasanya ketika kita mendapatkan suatu error

adalah kesalahan dalam merangkai kaki-kaki gerbang tersebut.

5. Melakukan Synteshis

Setelah membuat ECS, selanjutnya mengkonfigurasi synthesis :

Kembalike Project Navigator

Klik ganda Synthesize – XST

Proses synthesize selesai (warning / error can occurred)

Klik synthesize report untuk melihat resources IC yang digunakan

6. Melakukan Simulasi Fungsional

Pada simulasi fungsional digunakan untuk mensimulasikan gerbang system yang

sudah kita buat agar dapat ditampilkan dalam bentuk wavefrom.

Pilih Project New Source

Isi nama dan pilih tipe Test Bench Waveform (next)

Hubungkan dengan source (next)

New Source Information (finish)

Tekan OK

Klik ganda Simulate Behavioral Model

Bila tidak ada error maka lihat hasil nya pada jendela wave – default

Mengedit testbench melalui source tes bench waveform

Close jendela ModelSim

7. Menentukan hubungan pin

Untuk menghubungkan pin-pin yang sudah dibuat sebelumnya dilakukan dengan

membuat file .ucf, selanjutnya digunakan bahasa pemrograman micro untuk

menghubungkannya.

Agar net terhubung dengan pin yang diharapkan

Pilih Project New Source

Beri nama dan pilih tipe Implementation Constraints File (next)

Hubungkan ke source project1 (next)

New Source Information (finish)

Akan terbentuk source ucf pada project

Klik tanda + pada User Constraints di jendela proses

Klik ganda Edit Constraints (Text)

Tulis seperti gambar berikut

Lakukan save file

8. Melakukan Implementasi

Implementasi digunakan untuk mengimplementasikan system yang telah kita buat

sebelumnya, dan mengecek adakah error yang terjadipada system tersebut.

Highlight gerbang_ku pada jendela source

Pada jendela proses, klik ganda Implement Design

Apabila tidak ada error, lakukan Generate Programming File untuk membuat bit

streamnya

F. Hasil praktikum

G. Analisa Data

Praktikum kali ini tentang “Using ISE WebPack for the first time” diperoleh sebuah

data saat menggunakan software Xilinx ISE 6.

Dari rangkaian percobaan tersebut terlihat bahwa inputannya terdapat 3 yang berasal

dari clock, R dan S yang kita tentukan pada edit constrain. Pada gambar dibawah ini dapat

dijelaskan bahwa inputan NAND berasal dari clock, R dan S. Sedangkan untuk outputnya

berada pada 2 LED (Q dan Qnot).

Kita atur end test benched wave nyapadaposisi time 800. Untuk input pada time ke-0,

S=0; R=0; clock=1

Setelah itu coba kita simulasikan dan didapatkan gambar seperti pada hasil praktikum.

Terlihat bahwa nilai pada LED hasilnya seperti flip flop kecuali pada clock=1, R=1, S=1

LED Q dan Qnot bernilai 1 atau keduanya nyala. Seperti tabel kebenaran dibawah ini.

CLOCK R S Q Qnot

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

H. Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari praktikum kali ini adalah :

Untuk mendesain system embedded dapat menggunakan program Xilinx ISE.

Untuk menghubungkan pin-pin input dan output dengan melakukan implementasi

serta dilanjutkan dengan memberikan pemrograman micro.