SEm/labore/05 amba
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== Einleitung == | == Einleitung == | ||
| − | Dieses | + | Dieses Labor zeigt die Erstellung eines [http://www.arm.com/products/system-ip/amba/amba-open-specifications.php AMBA] Bussystem basierend auf der [http://www.gaisler.com/index.php/downloads/leongrlib GRLib]. |
| − | Es wird erlauben, eine einfache Schaltung | + | Es wird uns erlauben, eine einfache Schaltung mit einem Prozessor, einem Speicher-Interface und einer seriellen Schnittstelle zu bilden. |
| − | Speicher-Interface und einer seriellen Schnittstelle. | + | |
== Zeichnung der Schaltung == | == Zeichnung der Schaltung == | ||
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=== Vorbereitung === | === Vorbereitung === | ||
| − | + | {{TaskBox|Erstellen Sie im Arbeitsverzeichnis, '''U:\SEm_labs''' ein neues Verzeichnis '''Ambarchitect'''.}} | |
| − | Verzeichnis '''Ambarchitect'''. | + | |
| − | Starten Sie das Programm AMBAdraw | + | {{TaskBox| |
| − | Design''' und basieren Sie auf der Schaltung in | + | # Starten Sie das Programm [http://ambadraw.hevs.ch AMBAdraw]. |
| − | '''C:/EDA/AMBAdraw/source/template/HDS'''. | + | # Klicken Sie auf '''Import Template Design''' und basieren Sie auf der Schaltung in '''C:/EDA/AMBAdraw/source/template/HDS'''.}} |
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| − | + | Dies wird eine Referenz-Schaltung in [http://ambadraw.hevs.ch AMBAdraw] laden welche alle existierenden GRLib Blöcke enthält | |
| − | + | Ihre schlussendliche Schaltung wird ein Teil dieser Gesamtschaltung sein. | |
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| + | {{NewsBox|Achtung!|Alle ''Preferences'' gehen verloren, wenn man eine neue Referenz-Schaltung lädt.}} | ||
=== Schaltung === | === Schaltung === | ||
| − | Im Programm AMBAdraw zeichnen Sie die folgende Schaltung. | + | {{TaskBox|Im Programm [http://ambadraw.hevs.ch AMBAdraw]zeichnen Sie die folgende Schaltung.}} |
| − | + | [[Image:SEm_ambaDesign.png|center|Zu erstellende Schaltung]] | |
| − | + | Das Manual '''grLib cores user manual.pdf''' beschreibt alle Blöcke des Systems. | |
| − | Das Manual '''grLib cores user manual.pdf''' beschreibt alle | + | Mit ihm können Sie auch bestimmen, auf welche Busse (AHB oder ABP) die Komponenten angeschlossen werden. |
| − | Systems. | + | |
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== Parametrisierung des Systems == | == Parametrisierung des Systems == | ||
| − | Die Datei '''configuration.xls''' dient dazu, einige Parameter des Systems zu | + | Die Datei '''configuration.xls''' dient dazu, einige Parameter des Systems zu anzugeben. |
| − | anzugeben. | + | |
=== Index === | === Index === | ||
| − | Alle | + | Alle Komponenten auf dem AHB-Bus haben einen eigenen Index, unabhängig vom den Index des |
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| − | '''configuration.xls''' | + | In der Datei '''configuration.xls''' füllen Sie die Tabelle '''indexes'''. |
| − | '''hindex'''-Parameter der AHB-Komponenten | + | Aktualisieren Sie die '''hindex'''-Parameter der AHB-Komponenten in [http://ambadraw.hevs.ch AMBAdraw]. |
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Abhand von der Tabelle '''indexes''' der Datei | Abhand von der Tabelle '''indexes''' der Datei | ||
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dies mit Hilfe einer Adresse und eines Masks. | dies mit Hilfe einer Adresse und eines Masks. | ||
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* ist die Basis-Adresse der Position durch ihre 12 MSBs angegeben, | * ist die Basis-Adresse der Position durch ihre 12 MSBs angegeben, | ||
| − | * ist die | + | * ist die Länge des zugeteilten Speichers durch die Maske auf die 12 MSBs gegeben. |
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die 12 weiteren Bits der Adresse. | die 12 weiteren Bits der Adresse. | ||
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'''configuration.xls''' ein, und updaten Sie die '''haddr'''-, | '''configuration.xls''' ein, und updaten Sie die '''haddr'''-, | ||
'''hmask'''-, '''paddr'''- und | '''hmask'''-, '''paddr'''- und | ||
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== Erstellung des VHDL Codes == | == Erstellung des VHDL Codes == | ||
| − | Der Programm AMBAdraw generiert ein VHDL-Code abhand einer Referenz-Schaltung welche alle | + | Der Programm [http://ambadraw.hevs.ch AMBAdraw] generiert ein VHDL-Code abhand einer Referenz-Schaltung welche alle |
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selektierte Komponente wegnimmt. | selektierte Komponente wegnimmt. | ||
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Starten Sie HDL Designer anhand der Datei | Starten Sie HDL Designer anhand der Datei | ||
| − | '''U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect.hdp''', | + | '''U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect.hdp''', öffnen Sie den Block |
'''toplevel''' betrachten Sie die erstellte Schaltung. | '''toplevel''' betrachten Sie die erstellte Schaltung. | ||
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Editieren Sie '''U:\SEm_labs\Ambarchitect\beamer.hdp''': | Editieren Sie '''U:\SEm_labs\Ambarchitect\beamer.hdp''': | ||
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| − | * im Teil '''ModelSim''', | + | * im Teil '''ModelSim''', ändern Sie den basis Pfad '''$HDS_PROJECT_DIR''' mit '''D:/Labs/SEm/Ambarchitect'''. |
Starte Sie HDL Designer abhand der Datei | Starte Sie HDL Designer abhand der Datei | ||
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Kopieren Sie den modul '''ambarchitect/toplevel''' unter den Namen | Kopieren Sie den modul '''ambarchitect/toplevel''' unter den Namen | ||
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wird. | wird. | ||
Erstellen Sie einen neuen Block '''ambarchitect/beamer''', welcher den | Erstellen Sie einen neuen Block '''ambarchitect/beamer''', welcher den | ||
| − | vorigen Block | + | vorigen Block enthält, zusammen mit VHDL-Code, welches die GRLib Ein- und Ausgänge zu |
'''std_ulogic'''- oder '''std_ulogic_vector'''-Linien | '''std_ulogic'''- oder '''std_ulogic_vector'''-Linien | ||
entfaltet. | entfaltet. | ||
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Liste der Komponenten mit der taste '''F5''' neu erstellt. | Liste der Komponenten mit der taste '''F5''' neu erstellt. | ||
| − | Um einige Komponente der GRLib-Library compilieren zu | + | Um einige Komponente der GRLib-Library compilieren zu können, öffnen Sie die Library |
'''unisim''', selektieren Sie alle '''RAMB4*'''-Komponente und | '''unisim''', selektieren Sie alle '''RAMB4*'''-Komponente und | ||
compilieren Sie diese. | compilieren Sie diese. | ||
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* auf dem Flash sind Byte_n = '1' et RP_n = '1', | * auf dem Flash sind Byte_n = '1' et RP_n = '1', | ||
* auf dem Flash ist CE = "00" & RomS_n(0), | * auf dem Flash ist CE = "00" & RomS_n(0), | ||
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| − | * | + | * Für die zwei Speicher, geben sie den Link auf der kopierten Dateien in '''U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect_test'''. |
Erstellen Sie einen Block, welcher den bidirektionellen Bus der Speicher anf | Erstellen Sie einen Block, welcher den bidirektionellen Bus der Speicher anf | ||
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Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der | Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der | ||
| − | Sequenz 83 80 00 01 00 | + | Sequenz 83 80 00 01 00 durchgeführt. Folgen Sie das, was auf dem AMBA-Buss passiert, von dem |
| − | Empfang der Steuerung bis zum | + | Empfang der Steuerung bis zum Zurücksenden der Daten. ErkLären Sie den Wert der Daten, |
welche vom Speicher gelesen wurden. | welche vom Speicher gelesen wurden. | ||
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Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der | Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der | ||
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| − | Empfang der Steuerung bis zum | + | Empfang der Steuerung bis zum Zurücksenden der Daten. ErkLären Sie den Wert der Daten, |
welche vom Speicher gelesen wurden. | welche vom Speicher gelesen wurden. | ||
Revision as of 19:54, 11 June 2013
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AMBA-Bus basiertes System
Einleitung
Dieses Labor zeigt die Erstellung eines AMBA Bussystem basierend auf der GRLib.
Es wird uns erlauben, eine einfache Schaltung mit einem Prozessor, einem Speicher-Interface und einer seriellen Schnittstelle zu bilden.
Zeichnung der Schaltung
Vorbereitung
Dies wird eine Referenz-Schaltung in AMBAdraw laden welche alle existierenden GRLib Blöcke enthält Ihre schlussendliche Schaltung wird ein Teil dieser Gesamtschaltung sein.
Achtung!
Alle Preferences gehen verloren, wenn man eine neue Referenz-Schaltung lädt.
Schaltung
Das Manual grLib cores user manual.pdf beschreibt alle Blöcke des Systems. Mit ihm können Sie auch bestimmen, auf welche Busse (AHB oder ABP) die Komponenten angeschlossen werden.
Parametrisierung des Systems
Die Datei configuration.xls dient dazu, einige Parameter des Systems zu anzugeben.
Index
Alle Komponenten auf dem AHB-Bus haben einen eigenen Index, unabhängig vom den Index des APB-Busses.
{{TaskBox| In der Datei configuration.xls füllen Sie die Tabelle indexes. Aktualisieren Sie die hindex-Parameter der AHB-Komponenten in AMBAdraw.
Abhand von der Tabelle indexes der Datei
configuration.xls, updaten Sie die pindex-Parameter
der APB-Komponenten.
Speicher-Plan
Die System-Komponente haben je ihr eigenes Speicherposition. Die GRLib parametrisiert dies mit Hilfe einer Adresse und eines Masks.
Für die AHB-Bus Slaves:
- ist die Basis-Adresse der Position durch ihre 12 MSBs angegeben,
- ist die Länge des zugeteilten Speichers durch die Maske auf die 12 MSBs gegeben.
Für die APB-Komponenten werden Basis Adresse und Länge ähnlich definiert, nur aber auf die 12 weiteren Bits der Adresse.
Füllen Sie die Tabellen memory map, definition der Datei configuration.xls ein, und updaten Sie die haddr-, hmask-, paddr- und pmask-Parameter der AHB-Komponenten im Programm AMBAdraw.
Komponenten-spezifische Parameter
Mit Hilfe des manuals grLib cores user manual.pdf, updaten Sie die andere Parameter der Komponenten im Programm AMBAdraw.
Erstellung des VHDL Codes
Der Programm AMBAdraw generiert ein VHDL-Code abhand einer Referenz-Schaltung welche alle GRLib Blöcke enthält, und erstellt die schlussendliche Schaltung, indem er die nicht selektierte Komponente wegnimmt.
Erstellung des anwendungsspezifisches Systems
Cliken Sie auf Document and project Settings und geben Sie an, in welchem Verzeichnis die Erstellten Dateien geschrieben werden sollen: U:\SEm_labs\Ambarchitect.
Cliken Sie auf Export as HDL.
Betrachtung des Systems
Starten Sie HDL Designer anhand der Datei U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect.hdp, öffnen Sie den Block toplevel betrachten Sie die erstellte Schaltung.
Figure 2. Erstellte Schaltung
Achtung: alle änderungen gehen verloren, wenn man vom Programm AMBAdraw neu ein Export durchführt.
Simulation des Systems
Um den System zu testen, wollen wir es auf einer Testbank setzen, und ihn durch den AHB UART steuern.
Testbench-Library
Verlassen Sie den Programm HDL Designer.
Erstellen Sie das Verzeichis U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect_test.
Kopieren Sie U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect.hdp unter den Namen U:\SEm_labs\Ambarchitect\beamer.hdp.
Editieren Sie U:\SEm_labs\Ambarchitect\beamer.hdp:
- setzen Sie zusätzlich Referenze zur Library ambarchitect_test.
- im Teil ModelSim, ändern Sie den basis Pfad $HDS_PROJECT_DIR mit D:/Labs/SEm/Ambarchitect.
Starte Sie HDL Designer abhand der Datei U:\SEm_labs\Ambarchitect\beamer.hdp.
Einkapslung der Schaltung
Kopieren Sie den modul ambarchitect/toplevel unter den Namen ambarchitect/gr_beamer so, dass AMBAdraw es nicht überschreiben wird.
Erstellen Sie einen neuen Block ambarchitect/beamer, welcher den vorigen Block enthält, zusammen mit VHDL-Code, welches die GRLib Ein- und Ausgänge zu std_ulogic- oder std_ulogic_vector-Linien entfaltet.
Schliessen Sie dbgo(0) an dbgi1 an, sowie dbgo1 an dbgi(0) an, um den Prozessor mit dem DSU zu steuern.
Figure 3. Eingekapselte Schaltung
Testbank
In der Library ambarchitect_test, erstellen Sie ein Testbank beamer_tb und legen Sie darin den Block ambarchitect/beamer zusammen mit einem Simuli-Generator beamer_tester.
Un ein VHDL Modell der Speicher, Flash und SDRAM, zu haben, Kopieren Sie den Inhalt des Verzeichnisses R:\Modules\SI\223_SEm\Digital\Ambarchitect\ambarchitect_test in U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect_test. In HDL Designer wird die Liste der Komponenten mit der taste F5 neu erstellt.
Um einige Komponente der GRLib-Library compilieren zu können, öffnen Sie die Library unisim, selektieren Sie alle RAMB4*-Komponente und compilieren Sie diese.
Plazieren Sie diese Speicher am zu testendem System. Regeln Sie folgende Parameter:
- die SDRAM hat 12 Adressbits,
- die 2 Bits DQM der SDRAM sind angeschlossen an sdDQM(4) und sdDQM(0),
- das Signal CKE der SDRAM ist angeschlossen an sdCkE(0),
- das Signal Cs_n der SDRAM ist angeschlossen an sdCS_n(0),
- auf dem Flash sind Byte_n = '1' et RP_n = '1',
- auf dem Flash ist CE = "00" & RomS_n(0),
- für den Speicher-Kontroller soll bWidth = "01",
- Für die zwei Speicher, geben sie den Link auf der kopierten Dateien in U:\SEm_labs\Ambarchitect\ambarchitect_test.
Erstellen Sie einen Block, welcher den bidirektionellen Bus der Speicher anf den unidirektionellen Bussen der GRLib anschliesst.
Figure 4. Testbank
File:AmbaTestbench.png
Schreiben Sie den Code der Testbank , um folgende Signale zu erzeugen:
- Power-on-Reset un Taktsignal,
- die Steuerung des Systems via RS232 durch den Block ahbuart.
Simulation
Initialisieren Sie die Schaltung, indem Sie den Charakter 55 h auf der RS232-Linie sendet. Der Block ahbuart kann sich damit automatisch der Baudrate der seriellen Linie anpassen.
Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der Sequenz 83 80 00 01 00 durchgeführt. Folgen Sie das, was auf dem AMBA-Buss passiert, von dem Empfang der Steuerung bis zum Zurücksenden der Daten. ErkLären Sie den Wert der Daten, welche vom Speicher gelesen wurden.
Figure 5. Simulation
File:AmbaSimulation.png
Schreiben Sie den Code der Testbank , um folgende Signale zu erzeugen:
- Power-on-Reset un Taktsignal,
- die Steuerung des Systems via RS232 durch den Block ahbuart.
Simulation
Initialisieren Sie die Schaltung, indem Sie den Charakter 55 h auf der RS232-Linie sendet. Der Block ahbuart kann sich damit automatisch der Baudrate der seriellen Linie anpassen.
Lesen Sie den Inhalt des Speicher an Adresse 8000.0100 h. Dies wird mit Hilfe der Sequenz 83 80 00 01 00 durchgeführt. Folgen Sie das, was auf dem AMBA-Buss passiert, von dem Empfang der Steuerung bis zum Zurücksenden der Daten. ErkLären Sie den Wert der Daten, welche vom Speicher gelesen wurden.
Figure 5. Simulation
Navigation
04 Automatische Synthese
Anleitung auf Deutsch
06 APB Komponent 
