Так вот. В текущий момент есть тактическая задача надрессировать студентов, чтобы они соединили FPGA плату с каким-нибудь устройтвом типа джойстика, температурного сенсора, дальномерки и т.д. Простые протоколы - SPI, I2C, UART. Конечные автоматы, основы кодирования на Verilog на уровне Register Transfer Level (RTL).
По этому поводу я делаю шоппинг и прошу вас оценить мой выбор. Обращаю внимание, что речь идет о простых хардверных (не софтверных) дизайнах. Например устройства с большим количеством регистров или сложной процедурой инициализации не покатит - к ним хорошо писать программу для микроконтроллера, но не плисовый хардвер.
Ниже:
1. Список для шоппинга с моими пометками, прошу комментировать
2. Мой код примерчега для цифрового потенциометра, чтобы вы оценили требуемый уровень сложности (элементарный)
3. Фотографии цифрового потенциометра, чтобы вы оценили пример
Крупно: список для шоппинга с моими пометками, прошу комментировать:
Мой код примерчега для цифрового потенциометра и платы Digilent Cmod S6, чтобы вы оценили требуемый уровень сложности (элементарный):
Файл spi_transmitter.v
module spi_transmitter
(
input clock,
input reset,
input [7:0] data,
input transmit,
output reg ready,
output reg sclk,
output reg sdi,
output reg cs
);
localparam IDLE = 0,
DRIVE_POSEDGE_CLOCK = 1,
DRIVE_DATA = 2;
reg d_ready;
reg d_sclk;
reg d_sdi;
reg d_cs;
reg [2:0] counter;
reg [6:0] shift_reg;
reg [1:0] state;
reg [2:0] d_counter;
reg [6:0] d_shift_reg;
reg [1:0] d_state;
always @*
begin
d_ready = ready;
d_sclk = 0;
d_sdi = sdi;
d_cs = cs;
d_counter = counter;
d_shift_reg = shift_reg;
d_state = state;
case (state)
IDLE:
begin
if (transmit)
begin
d_ready = 0;
d_sclk = 0;
d_sdi = data [7];
d_cs = 0;
d_counter = 7;
d_shift_reg = data [6:0];
d_state = DRIVE_POSEDGE_CLOCK;
end
else
begin
d_cs = 1;
end
end
DRIVE_POSEDGE_CLOCK:
begin
d_sclk = 1;
// d_sdi stays the same
if (d_counter == 0)
begin
d_ready = 1;
d_state = IDLE;
end
else
begin
d_state = DRIVE_DATA;
end
end
DRIVE_DATA:
begin
d_sclk = 0;
d_sdi = d_shift_reg [6];
d_counter = d_counter - 3'd1;
d_shift_reg = d_shift_reg << 1;
d_state = DRIVE_POSEDGE_CLOCK;
end
endcase
end
always @(posedge clock)
begin
if (reset)
begin
ready <= 1;
sclk <= 0;
sdi <= 0;
cs <= 0;
counter <= 0;
shift_reg <= 0;
state <= IDLE;
end
else
begin
ready <= d_ready;
sclk <= d_sclk;
sdi <= d_sdi;
cs <= d_cs;
counter <= d_counter;
shift_reg <= d_shift_reg;
state <= d_state;
end
end
endmodule
//--------------------------------------------------------------------
module cmod_s6_pmod_dpot
(
input clock,
input [1:0] buttons,
output [3:0] leds,
output dpot_vcc,
output dpot_gnd,
output dpot_sclk,
output dpot_sdi,
output dpot_cs
);
wire reset = buttons [0];
wire increase = buttons [1];
assign dpot_vcc = 1'b1;
assign dpot_gnd = 1'b0;
reg [7:0] d_resistance;
reg d_transmit;
reg [7:0] resistance;
reg transmit;
wire ready;
spi_transmitter spi_transmitter_inst
(
.clock ( clock ),
.reset ( reset ),
.data ( resistance ),
.transmit ( transmit ),
.ready ( ready ),
.sclk ( dpot_sclk ),
.sdi ( dpot_sdi ),
.cs ( dpot_cs )
);
always @*
begin
d_resistance = resistance;
d_transmit = 0;
if (ready & increase)
begin
d_resistance = d_resistance + 19;
d_transmit = 1;
end
end
always @(posedge clock)
begin
if (reset)
begin
resistance <= 0;
transmit <= 0;
end
else
begin
resistance <= d_resistance;
transmit <= d_transmit;
end
end
assign leds [0] = clock;
assign leds [1] = dpot_sclk;
assign leds [2] = dpot_sdi;
assign leds [3] = ready;
endmodule
//--------------------------------------------------------------------
Файл spi_transmitter.ucf для обозначения соединений
NET "clock" LOC = "N7" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "buttons<0>" LOC = "P8" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "buttons<1>" LOC = "P9" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "leds<0>" LOC = "N3" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "leds<1>" LOC = "P3" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "leds<2>" LOC = "N4" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "leds<3>" LOC = "P4" | IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "dpot_vcc" LOC = "K1" | IOSTANDARD = LVCMOS33 | PULLUP;
NET "dpot_gnd" LOC = "K2" | IOSTANDARD = LVCMOS33 | PULLUP;
NET "dpot_sclk" LOC = "L1" | IOSTANDARD = LVCMOS33 | PULLUP;
NET "dpot_sdi" LOC = "M1" | IOSTANDARD = LVCMOS33 | PULLUP;
NET "dpot_cs" LOC = "M2" | IOSTANDARD = LVCMOS33 | PULLUP;
С сайта Digilent:
Моя фотка:
Что вы одобряете из моего списка для вводных лаб для студентов? (Напомню, интерфейс к FPGA, а не микроконтроллеру)?
Датчик прикосновения
5(7.4%)
Цифровой потенциометр
4(5.9%)
UART для подключения к PC через USB
5(7.4%)
16x2 алфавитно-цифровой дисплей с интерфейсами SPI, I2C и UART
7(10.3%)
Простая 16-кнопочная клавиатура
5(7.4%)
Джойстик с интерфейсом SPI
5(7.4%)
Rotary encoder - как это по русски - ну хрень, которая поворачивается
6(8.8%)
Модуль с 4 кнопочками для дополнительной отладки
3(4.4%)
Модуль с LED - удобно для отладки SPI или UART -соединения
5(7.4%)
Дальномерка (pulse-width или UART интерфейсы)
8(11.8%)
Сенсор света с SPI
7(10.3%)
Сенсор температуры с I2C
5(7.4%)
Я предлагаю иное (написать в комментариях)
3(4.4%)
