SEm/laboratoires/05 gpio

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= Périphérique GPIO =
= GPIO-Peripheriebaustein =
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== Introduction ==
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Dans ce laboratoire, nous allons réaliser un périphérique très simple pour le bus [[Media:AMBA_AHB-Lite_spec.pdf|AMBA-Lite]]: un port d'entrée-sortie bidirectionnel.
  
== Einleitung ==
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Le bus AMBA-Lite est une variante simple de la famille [http://www.arm.com/products/system-ip/amba-specifications.php Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA)].
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Il est caractérisé par le fait qu'il ne comporte qu'un seul maître.
  
In diesem Labor werden wir einen einfachen Peripheriebaustein für den [[Media:AMBA_AHB-Lite_spec.pdf|AMBA-Lite]]-Bus realisieren: einen bidirektionellen Allzweckeingabe/-ausgabe-Kanal.
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Dans un périphérique, les valeurs écrites par le microprocesseur dans les registres doivent être mémorisées.
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Par contre, les registres lus par le microprocesseur sont accèdés de manière purement combinatoire et le chemin ne doit pas être retardé par des bascules.
  
AHB-Lite ist eine simple Variante in der Familie der [http://www.arm.com/products/system-ip/amba-specifications.php Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA)]. Seine Spezialität ist es, dass er nur einen Master zulässt.
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== Conception ==
  
=== Zugriff auf den AMBA-Bus ===
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Le périphérique met à disposition du processeur des entrées-sorties bidirectionnelles.
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Ces entrées-sorties peuvent par exemple servir à lire des boutons et controller des LEDs.
  
Zugriffe auf dem AMBA-Bus erfolgen jeweils in zwei Taktzyklen, wobei der erste für die Adressierung und der zweite zum den Datentranfser dienen.
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Le nombre d'entrées/sorties et spécifié par le paramètre générique <code>ioNb</code>.
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Chaque ligne peut être configurée dynamiquement en entrée ou en sortie.
  
{{TaskBox|content=Führen Sie eine Simualtion der Testbank <code>ahbGpio_tb</code> mit der Simulationskonfiguration <code>abhGpio.do</code> durch.}}
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=== Accès au bus AMBA ===
  
{{TaskBox|content=Beobachten Sie die Signale
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Les accès se font en deux cycles, le premier pour l'adressage et le deuxième pour le transfert des données.
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{{TaskBox|content=
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Simuler le banc de test <code>ahbGpio_tb</code> avec la configuration <code>abhGpio.do</code>.
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{{TaskBox|content=Observez les signaux:
 
* <code>haddr</code>
 
* <code>haddr</code>
 
* <code>htrans</code>
 
* <code>htrans</code>
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* <code>hrdata</code>}}
 
* <code>hrdata</code>}}
  
== Spezifikation ==
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=== Registres ===
 
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Dieser Peripheriebaustein stellt dem Prozessor bidirektionelle Ein-/Ausgabelinien zur Verfügung. Diese Ein-/Ausgänge können zum Beispiel dazu benutzt werden, um Taster zu lesen oder LEDs zu steuern.
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In diesem Peripheriebaustein müssen die Werte, welche der Mikroprocessor schreibt, gespeichert werden. Im Gegensatz dazu, werden die Werte, welche der Mikroporzessor liest, direkt kombinatorisch abgegriffen und die Linien sollen nicht durch Flipflops verspätet werden.
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Die Anzahl an Ein-/Ausgängen ist durch den generischen Parameter <code>ioNb</code> definiert.
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Jede Linie kann dynamisch als Eingang oder Ausgang konfiguriert werden.
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=== Registerplan ===
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;Schreiberegister
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: 00, Datenregister, erhält die Werte, welche auf die Ausgänge geschrieben werden
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: 01, Ausgabefreigaberegister, bestimmt die Richtung der Ein-/Ausgänge: '1' = Ausgang.
+
 
+
;Leseregister
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: 00, Datenregister, stellt die Werte der Eingänge zur Verfügung
+
  
== Design ==
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Les registres accédés en écriture par le microprocesseur sont:
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: adresse 00: registre des données, contient les valeurs qui sont appliquées sur les sorties
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: adresse 01: registre de direction, définit la direction des entrées/sorties: le '1' indique une ligne en sortie
  
[[File:AhbLiteComponents_ahbGpio_symbol.PNG|thumb|AhbLiteComponents ahbGpio]]
+
Le registre accédé en lecture est:
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: adresse 00:  registre des données, met à disposition les valeurs des entrées
  
{{TaskBox|content=Zeichnen Sie das Blockdiagram des AHB-Lite Komponenten <code>ahbGpio</code>.}}
+
=== Code VHDL ===
  
== Realisierung ==
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{{TaskBox|content=
 +
Dessinez le diagramme-bloc du périphérique AHB-Lite <code>ahbGpio</code>.
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}}
  
{{TaskBox|content=Schreiben Sie den VHDL-Code basierend auf dem Blockdiagram.}}
+
{{TaskBox|content=
 +
En se basant sur ce diagramme-bloc, écrivez le code VHDL du périphérique <code>ahbGpio</code>.
 +
}}
  
== Verifikation ==
+
== Vérification ==
  
{{TaskBox|content=Führen Sie eine Simulation des Systems durch, um die korrekte Funktionalität des neuen Komponenten sicherzustellen.}}
+
{{TaskBox|content=
 +
A l'aide du banc de test à disposition, simulez le système et vérifiez le bon fonctionnement du périphérique <code>ahbGpio</code>.
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}}
  
{{navNamed|left=SEm/labore/04_synthese|left_name=04 Automatische Synthese|up=SEm/labore|up_name=Anleitung auf Deutsch|right=TBC|right_name=TBC}}
+
{{navNamed
 +
|left=SEm/laboratoires/04_synthese|left_name=04 Synthèse automatique
 +
|up=SEm/laboratoires|up_name=Travaux de laboratoire
 +
|right=SEm/laboratoires/06_uart|right_name=06 Périphérique UART pour bus AMBA
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}}
  
 
[[Category:SEm]]
 
[[Category:SEm]]

Revision as of 08:52, 16 April 2015

Contents

Périphérique GPIO

Introduction

Dans ce laboratoire, nous allons réaliser un périphérique très simple pour le bus AMBA-Lite: un port d'entrée-sortie bidirectionnel.

Le bus AMBA-Lite est une variante simple de la famille Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA). Il est caractérisé par le fait qu'il ne comporte qu'un seul maître.

Dans un périphérique, les valeurs écrites par le microprocesseur dans les registres doivent être mémorisées. Par contre, les registres lus par le microprocesseur sont accèdés de manière purement combinatoire et le chemin ne doit pas être retardé par des bascules.

Conception

Le périphérique met à disposition du processeur des entrées-sorties bidirectionnelles. Ces entrées-sorties peuvent par exemple servir à lire des boutons et controller des LEDs.

Le nombre d'entrées/sorties et spécifié par le paramètre générique ioNb. Chaque ligne peut être configurée dynamiquement en entrée ou en sortie.

Accès au bus AMBA

Les accès se font en deux cycles, le premier pour l'adressage et le deuxième pour le transfert des données.


View-pim-tasks.png

Simuler le banc de test ahbGpio_tb avec la configuration abhGpio.do.


View-pim-tasks.png

Observez les signaux:

  • haddr
  • htrans
  • hsel
  • hwrite
  • hwdata
  • hrdata

Registres

Les registres accédés en écriture par le microprocesseur sont:

adresse 00: registre des données, contient les valeurs qui sont appliquées sur les sorties
adresse 01: registre de direction, définit la direction des entrées/sorties: le '1' indique une ligne en sortie

Le registre accédé en lecture est:

adresse 00: registre des données, met à disposition les valeurs des entrées

Code VHDL

View-pim-tasks.png

Dessinez le diagramme-bloc du périphérique AHB-Lite ahbGpio.


View-pim-tasks.png

En se basant sur ce diagramme-bloc, écrivez le code VHDL du périphérique ahbGpio.

Vérification

View-pim-tasks.png

A l'aide du banc de test à disposition, simulez le système et vérifiez le bon fonctionnement du périphérique ahbGpio.


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