SEm/laboratoires/05 gpio

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Contents

GPIO-Peripheriebaustein

Einleitung

In diesem Labor werden wir einen einfachen Peripheriebaustein für den AMBA-Lite-Bus realisieren: einen bidirektionellen Allzweckeingabe/-ausgabe-Kanal.

AHB-Lite ist eine simple Variante in der Familie der Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA). Seine Spezialität ist es, dass er nur einen Master zulässt.

Zugriff auf den AMBA-Bus

Zugriffe auf dem AMBA-Bus erfolgen jeweils in zwei Taktzyklen, wobei der erste für die Adressierung und der zweite zum den Datentranfser dienen.


View-pim-tasks.png

Führen Sie eine Simualtion der Testbank ahbGpio_tb mit der Simulationskonfiguration abhGpio.do durch.


View-pim-tasks.png

Beobachten Sie die Signale

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

Spezifikation

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.

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.

Die Anzahl an Ein-/Ausgängen ist durch den generischen Parameter ioNb definiert. Jede Linie kann dynamisch als Eingang oder Ausgang konfiguriert werden.

Registerplan

Schreiberegister
00, Datenregister, erhält die Werte, welche auf die Ausgänge geschrieben werden
01, Ausgabefreigaberegister, bestimmt die Richtung der Ein-/Ausgänge: '1' = Ausgang.
Leseregister
00, Datenregister, stellt die Werte der Eingänge zur Verfügung

Design

AhbLiteComponents ahbGpio


View-pim-tasks.png

Zeichnen Sie das Blockdiagram des AHB-Lite Komponenten ahbGpio.

Realisierung

View-pim-tasks.png

Schreiben Sie den VHDL-Code basierend auf dem Blockdiagram.

Verifikation

View-pim-tasks.png

Führen Sie eine Simulation des Systems durch, um die korrekte Funktionalität des neuen Komponenten sicherzustellen.


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