DLP29006-Engtelecom (Diário) - Prof. Marcos Moecke
Revisão de 12h56min de 25 de fevereiro de 2023 por Moecke (discussão | contribs) (→Unidade 6 - Projeto a nível de Sistema)
Registro on-line das aulas
Unidade 1 - Introdução a disciplina
- 4 ENCONTROS
| Unidade 1 - Introdução a disciplina | ||||
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Unidade 3 - Tipos de Dados e Operadores em VHDL
- 8 Encontros
| Unidade 3 - Tipos de Dados e Operadores em VHDL |
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Unidade 4 - Código Concorrente
- 3 Encontros
| Unidade 4 - Código Concorrente |
|---|
Unidade 5 - Código Sequencial
- 5 ENCONTROS
| Unidade 5 - Código Sequencial |
|---|
Unidade 6 - Projeto a nível de Sistema
- 5 Encontros
| Unidade 6 - Projeto a nível de Sistema |
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Unidade 7 - Maquinas de Estado Finitas
| Unidade 7 - Maquinas de Estado Finitas | ||
|---|---|---|
Figura 7.1 - Exemplo de diagrama de estados de uma FSM Fig11.1(a) e implementação em hardware da FSM Fig11.2(a) 
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.ALL;
----------------------------------------------------------
ENTITY < entity_name > IS
PORT (
clk, rst : IN STD_LOGIC;
input : IN < data_type > ;
output : OUT < data_type >);
END entity;
----------------------------------------------------------
ARCHITECTURE < architecture_name > OF < entity_name > IS
TYPE state IS (A, B, C, ...);
SIGNAL pr_state, nx_state : state;
-- ATTRIBUTE ENUM_ENCODING : STRING; --optional attribute
-- ATTRIBUTE ENUM_ENCODING OF state : TYPE IS "sequential";
-- ATTRIBUTE SYN_ENCODING OF state : TYPE IS "safe";
BEGIN
------Logica Sequencial da FSM:------------
PROCESS (clk, rst)
BEGIN
IF (rst = '1') THEN
pr_state <= A;
ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN
pr_state <= nx_state;
END IF;
END PROCESS;
------Logica Combinacional da FSM:------------
PROCESS (pr_state, input)
BEGIN
------Valores default das saidas------------
output <= < value > ;
CASE pr_state IS
WHEN A =>
output <= < value > ; -- apenas se diferente do valor default
IF (input =< value >) THEN
nx_state <= B;
...
ELSE
nx_state <= A;
END IF;
WHEN B =>
output <= < value > ; -- apenas se diferente do valor default
IF (input =< value >) THEN
nx_state <= C;
...
ELSE
nx_state <= B;
END IF;
WHEN ...
END CASE;
END PROCESS;
------Seção de Saída (opcional):-------
PROCESS (clk, rst)
BEGIN
IF (rst = '1') THEN
new_output <= < value > ;
ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN --or clk='0'
new_output <= output;
END IF;
END PROCESS;
END architecture;
Figura 7.2 - FSM - Máquina de vender doces (diagrama de estados)  Figura 7.3 - FSM - Máquina de vender doces (diagrama de estados com default 
Figura 7.4 - FSM - Máquina de vender doces (simulação) 
Figura 7.9 - Tipos de FSM (Condicional, Temporizada e Hibrida) 
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.ALL;
----------------------------------------------------------
ENTITY < entity_name > IS
PORT (
clk, rst : IN STD_LOGIC;
input : IN < data_type > ;
output : OUT < data_type >);
END entity;
----------------------------------------------------------
ARCHITECTURE < architecture_name > OF < entity_name > IS
TYPE state IS (A, B, C, ...);
SIGNAL pr_state, nx_state : state;
signal timer: integer range 0 to MAX;
-- ATTRIBUTE ENUM_ENCODING : STRING; --optional attribute
-- ATTRIBUTE ENUM_ENCODING OF state : TYPE IS "sequential";
BEGIN
------Logica Sequencial da FSM:------------
PROCESS (clk, rst)
variable count: integer range o to MAX;
BEGIN
IF (rst = '1') THEN
pr_state <= A;
count := 0;
ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN
count := count + 1;
if (count >= timer) then
pr_state <= nx_state;
count := 0;
end if;
END IF;
END PROCESS;
------Logica Combinacional da FSM:------------
PROCESS (pr_state, input)
BEGIN
------Valores default das saidas------------
output <= < value >;
------Valores default do timer------------
timer <= <value>;
CASE pr_state IS
WHEN A =>
output <= < value > ; -- apenas se diferente do valor default
IF (input =< value >) THEN
timer <= <value>; -- apenas se diferente do valor default
nx_state <= B;
...
ELSE
timer <= <value>; -- apenas se diferente do valor default
nx_state <= A;
END IF;
WHEN B =>
output <= < value > ; -- apenas se diferente do valor default
IF (input =< value >) THEN
timer <= <value>; -- apenas se diferente do valor default
nx_state <= C;
...
ELSE
timer <= <value>; -- apenas se diferente do valor default
nx_state <= B;
END IF;
WHEN ...
END CASE;
END PROCESS;
------Seção de Saída (opcional):-------
PROCESS (clk, rst)
BEGIN
IF (rst = '1') THEN
new_output <= < value > ;
ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN --or clk='0'
new_output <= output;
END IF;
END PROCESS;
END architecture;
Figura 7.10 - Diagrama de estados do controlador de semáforo  Figura 7.11 - Simulação do controlador de semáforo no Modelsim 
Figura 7.14 - Simulação do controlador de semáforo no Modelsim  |
Unidade 8 - Testbench
| Unidade 8 - Testbench |
|---|
/opt/intelFPGA/20.1/modelsim_ae/linuxaloem/vsim
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
ENTITY semaforo_vhd_tst IS
END semaforo_vhd_tst;
ARCHITECTURE semaforo_arch OF semaforo_vhd_tst IS
-- constants
-- signals
SIGNAL ativar : STD_LOGIC;
SIGNAL clk : STD_LOGIC;
SIGNAL lam1 : STD_LOGIC;
SIGNAL lam2 : STD_LOGIC;
SIGNAL lvd1 : STD_LOGIC;
SIGNAL lvd2 : STD_LOGIC;
SIGNAL lvm1 : STD_LOGIC;
SIGNAL lvm2 : STD_LOGIC;
SIGNAL rst : STD_LOGIC;
COMPONENT semaforo
PORT (
ativar : IN STD_LOGIC;
clk : IN STD_LOGIC;
lam1 : OUT STD_LOGIC;
lam2 : OUT STD_LOGIC;
lvd1 : OUT STD_LOGIC;
lvd2 : OUT STD_LOGIC;
lvm1 : OUT STD_LOGIC;
lvm2 : OUT STD_LOGIC;
rst : IN STD_LOGIC
);
END COMPONENT;
BEGIN
i1 : semaforo
PORT MAP (
-- list connections between master ports and signals
ativar => ativar,
clk => clk,
lam1 => lam1,
lam2 => lam2,
lvd1 => lvd1,
lvd2 => lvd2,
lvm1 => lvm1,
lvm2 => lvm2,
rst => rst
);
init : PROCESS
-- variable declarations
BEGIN
-- code that executes only once
WAIT;
END PROCESS init;
always : PROCESS
-- optional sensitivity list
-- ( )
-- variable declarations
BEGIN
-- code executes for every event on sensitivity list
WAIT;
END PROCESS always;
END semaforo_arch;
vcom -93 -work work {../../semaforo.vhd}
vsim work.semaforo
do wave_curto.do
force -freeze sim:/semaforo/rst 1 0, 0 10
force -freeze sim:/semaforo/clk 1 0, 0 {0.5sec} -r 1sec
force -freeze sim:/semaforo/ativar 0 0, 1 10.3sec, 0 55.5sec, 1 70sec, 0 106.22sec, 1 120sec
run 150sec
-- DECLARAR
constant tclk: time := 1 ns;
signal clk : std_logic := '0';
-- CLOCK COM PERIODO DE 2*tclk (COM CÓDIGO CONCORRENTE)
clk <= not clk after tclk;
-- CLOCK COM PERIODO DE 2*tclk (COM CÓDIGO SEQUENCIAL)
PROCESS
BEGIN
clk <= '1';
wait for tclk;
clk <= '0';
wait for tclk;
END PROCESS;
-- DECLARAR
constant treset: time := 100 ps;
signal reset : std_logic;
-- RESET COM DURAÇÃO DE treset (COM CÓDIGO CONCORRENTE)
reset <= '1', '0' after treset;
-- RESET COM DURAÇÃO DE treset (COM CÓDIGO SEQUENCIAL)
PROCESS
BEGIN
reset <= '1';
wait for treset;
reset <= '0';
wait;
END PROCESS;
-- DECLARAR
constant t_a: time := 100 ps;
constant Nbits: natural := 8;
signal a : std_logic_vector(Nbits-1 downto 0);
-- GERAÇÂO DO SINAL a = [0 1 2 3 4 ...] COM DURAÇÃO DE t_a em cada valor (COM CÓDIGO SEQUENCIAL)
PROCESS
BEGIN
for i in 0 to 2**Nbits-1 loop
a <= std_logic_vector(to_unsigned(i,Nbits));
wait for t_a;
end loop;
END PROCESS;
No exemplo abaixo é utilizado um tipo de Linear-feedback shift register -- DECLARAR
constant t_a: time := 100 ps;
constant Nbits: natural := 8;
signal a : std_logic_vector(Nbits-1 downto 0) := (0 => '1', 3 => '1', others => '0');
-- GERAÇÂO DO SINAL a COM DURAÇÃO DE t_a em cada valor (COM CÓDIGO SEQUENCIAL)
-- USANDO UM CONTADOR LFSR
PROCESS
BEGIN
for i in 0 to 2**Nbits-1 loop
a <= (a(0) xor a(2) xor a(3) xor a(4)) & a(Nbits-1 downto 1); -- para 8 bits
wait for t_a;
end loop;
END PROCESS;
|
-->
Avaliações
Nas avaliações A1 e A2 serão realizadas de forma presencial e vocês poderão consultar apenas as folhas entregues:
- VHDL Quick Reference - SynthWorks
- VHDL Types and Operators Quick Reference - SynthWorks
- ModelSim Quick Reference - SynthWorks
- Tabelas das figuras 3.6, 3.10 e 4.1 do livro do Pedroni.
- Arquivo:Numeric std conversions.png
- Dica use também como fonte de consulta os templates do Quartus.
- Ao final das avaliações o aluno deverá enviar a avaliação para a plataforma Moodle com os arquivos solicitados.
- Data das avaliações
- A1 - Unidade 1 a Unidade 4: dia 1/11
- A2 - Unidade 5 a Unidade 7: dia XX/12
- PF - Projeto Final: dia 13/12
- R12 - Recuperação A1 e A2 : dia 15/12
Atividade relâmpago (AR)
As atividades relâmpago devem ser entregues no Moodle da disciplina. Elas geram BÔNUS que são adicionados aos conceitos das avaliações A1 e A2.
Atividade extra-classe (AE)
A soma das atividades Extra-classe será correspondente a 20% do conceito final na disciplina. A entrega das mesmas será feita pelo Moodle, e cada dia de atraso irá descontar 0,2 na nota da atividade. Muitas dessas atividades também possuem BÔNUS que são adicionados aos conceitos das avaliações A1 e A2. Para os BÔNUS só serão considerados projetos entregues no prazo.
AE1 - Palavras-cruzadas INTRODUÇÃO
| AE1 - Palavras-cruzadas INTRODUÇÃO |
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AE2 - Conhecendo os dispositivos lógicos programáveis
| AE2 - Conhecendo os dispositivos lógicos programáveis |
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ATENÇÃO: Se está com problemas com a simulação funcional, veja esta página Quartus Prime QSIM problems
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- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 PEDRONI, Volnei A. Eletrônica digital moderna e VHDL; 1ª ed. Rio de Janeiro:Elsevier, 2010. 619p. . ISBN 9788535234657
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 PEDRONI, Volnei A. Circuit Design and Simulation with VHDL; 2ª ed. Massachusetts-EUA:MIT, 2010. 608 p. ISBN 9780262014335