Stručný návod na prostředí Logisim Evolution
1. Instalace
Návod na instalaci je k dispozici zde.
2. Spuštění vývojového prostředí
Prostředí Logisim Evolution spustíte buď z plochy (ikona 
), nebo pomocí vyhledávání vedle tlačítka Start.
3. Založení projektu
Projekt lze založit pomocí File → New. Nový projekt je také založen automaticky po spuštění prostředí.
Projekty ukládejte vždy do svého domácího adresáře (síťový disk X:). V adresářové cestě raději nepoužívejte mezery, diakritiku ani speciální znaky. Názvy (čehokoliv) nesmí začínat číslicí.
4. Práce se schématickým editorem
Po spuštění Logisimu (nebo po založení nového projektu) se zobrazí okno na obrázku níže.
V levé horní části je seznam prvků, které lze vložit do schématu. Jedná se de facto o adresářovou strukturu. Na obrázku je rozbalená sekce (adresář) se základními hradly.
V levé dolní části je prostor na detaily o aktuálně vybraném prvku (na obrázku žádný prvek není, proto je pole prázdné).
Pravou část vyplňuje okno pro kreslení schématu a lišta s ikonami základních prvků.
Editor má dva základní módy:
- Změna hodnot (ikona
). V tomto módu můžete klikat na libovolné vstupy. Každým kliknutím dojde ke změně hodnoty na tomto vstupu a propagaci této změny v rámci schématu. Tento mód tak slouží k jednoduché simulaci chování obvodu. - Editování schématu (ikona
). V tomto módu můžete editovat zapojení.
Pro přidání prvku do schématu se přepněte do módu editace schématu. Poté klikněte na vámi požadovaný prvek (v levé horní části nebo ikony nad schématem) a dalším kliknutím do schématu prvek vložte.
Mezi často používané prvky patří:
- Základní hradla: Sekce Gates, nebo ikony nad schématem,
- Konstanty: Sekce Wiring: Položky Power (log. 1), Ground (log. 0) a Constant (nastavitelná konstanta i vícebitová),
- Vstupy a výstupy: Ikony Pin nad schématem (lze použít i klávesové zkratky Ctrl+5 a Ctrl+6),
- Multiplexer: Sekce Plexers: Položka Multiplexer,
- Hodinový vstup pro sekvenční obvody: Sekce Wiring: Položka Clock.
- Paměti a klopné obvody: Sekce Memory: Položky Flip-Flop (dle typu) a Register,
- Čítače: Sekce Memory: Položka Counter,
Propojit jednotlivé prvky lze pomocí tažení levým tlačítkem myši. Uvolněním myši se vloží propojovací vodič. Uvolněním myši na místě mimo prvky a opakovaným tažením lze nastavit tvar propojení.
Po vybrání již vloženého prvku se v levé dolní části zobrazí vlastnosti daného prvku, které můžete upravovat (např. název Label, otočení Facing, počet bitů Data bits, velikost hradla Gate Size, počet vstupů hradla Number Of Inputs, …)
Varování:
Pokud propojovací vodič prochází libovolným vstupem/výstupem, bude k němu automaticky připojen. Obdobná situace platí i v případě rohů. Na následujícím obrázku již existuje propojení dvou hradel AND. Nově kreslený spoj z hradla NOT prochází přes rohy již existujícího vodiče.
Po uvolnění se tak oba vodiče propojí.
V případě na obrázku došlo propojením vodičů ke zkratu dvou zdrojů signálu - v okně Logisimu se vodič zbarvil dočervena a hlásí chybovou hodnotu E, v reálném případě by takový zkrat způsobil poškození vývojového kitu. Zkrat je tedy nežádoucí, ale poškození vývojového kitu se obávat nemusíte - během překladu jsou případné zkraty několikrát kontrolovány a pokud by v návrhu zkrat byl, tak by překlad skončil chybou.
5. Simulace chování obvodu
Základní simulaci lze provádět po přepnutí do módu pro změnu hodnot (ikona ).
V tomto módu mají propojovací vodiče barvu dle hodnoty, která na nich aktuálně je. Zelené barvy (tmavá a světlá) jsou log. 0 a log. 1, ostatní barvy jsou typicky chybové (nezapojený vodič, vodič s více zdroji signálu).
Pro sekvenční obvody lze nastavit i automatické přepínání hodinového signálu (i hodinový signál ale můžete řídit ručně):
- Nejprve se přepněte v levé části do nastavení simulace (Simulate) a poté povolte automatické přepínání hodinového signálu (Enable Clock ticks).
- Pokud nepoužíváte specifický pin pro hodinový vstup, tak v dalším okně vyberte hodinový signál.
- Vstup s hodinovým signálem by se měl začít přepínat s frekvencí 16 Hz. Pro změnu frekvence vyberte Simulate → Auto-Tick Frequency na vámi požadovanou hodnotu.
Po ukončení simulace se nezapomeňte přepnout zpět do módu pro editování schématu (ikona ).
6. Překlad schématu
Překlad schématu (syntéza) do vývojového kitu vyžaduje nainstalované prostředí Vivado. Na domácím PC ale syntézu dělat nemusíte, postačí simulace a syntézu si pak uděláte až ve škole.
Syntézu zahájíte pomocí FPGA → Synthesize & Download.
- (Pouze pro sekvenční obvody) Pokud není v návodu vysloveně uvedeno jinak, tak nastavte děličku frekvence Divider value na 1.
- Vyberte kit Basys 3 (pokud už vybraný není).
- Vyberte schéma, které se má překládat (pokud jich máte v projektu více).
- Přidejte popisky k jednotlivým neoznačeným komponentám a vstupům/výstupům (Label only the components without a label a Annotate).
- Vyberte, že chcete provést celou syntézu a nahrání do vývojového kitu (Synthesize & Download).
- Proveďte (Execute).
V dalším kroku vyberte, jak se mají namapovat vstupy a výstupy vašeho schématu na fyzické komponenty vývojového kitu.
Nastavení je specifické pro každou úlohu, ale vždy probíhá tak, že vyberete jeden ze vstupů/výstupů v levé části Unmapped components a kliknete na komponentu na obrázku (přepínač, tlačítko, LEDku atd.). V červeně zakroužkovaném místě je hodinový signál vývojového kitu (důležitý pro sekvenční obvody).
Ve chvíli, kdy jsou všechny komponenty namapované (jsou ve sloupci Mapped components), klikněte na Done a syntéza se spustí.
A pak už jen čekejte (syntéza může trvat i několik minut)…
Po (úspěšném) dokončení syntézy se zobrazí dialog umožňující nahrání do vývojového kitu. Přesvědčete se, že je kit připojený a zapnutý (přepínač vlevo nahoře - na kitu musí svítit LEDka POWER vlevo nahoře) a potvrďte nahrání.