［新連載］ＣＰＬＤ入門！
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いつか使うことになるだろうと思ってはいたのですが。
何を今頃になって、というようなものですが。
ようやく本気で、ＣＰＬＤと四つに取り組みます。
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［第１３２回］
●ＣＰＬＤロジアナ（２１）ＶＨＤＬプログラム（５）
このところＣＰＬＤロジアナのＶＨＤＬプログラムについて少しずつ区切りながら説明してきましたが今回がその最後のところの説明になります。
下はその最後の部分です。
--
-- cntrH up for MEMORY ADDRESS
--
process(cntrs,res_clr)
begin
if res_clr='0' then
cntrH<="0000000000000000";
elsif cntrs'event and cntrs='1' and cntrH(15)='0' then
cntrH<=cntrH+"0000000000000001";
end if;
end process;
--
-- PBIN latch
--
process(cntrs)
begin
if cntrs'event and cntrs='0' then
pbinL<=PBIN(7 downto 0);
end if;
end process;
--
--data out to pic
--
RC<=MDINOUT when IORD='0' else "ZZZZZZZZ";
--
--PBDATA to RAM
--
MDINOUT<=pbinL when r_w='0' else "ZZZZZZZZ";
--
P41<=not cntrH(15);--end mark
--
--MEMWR
--
MWR<=cntrs or r_w or cntrH(15);--MWR_=cntrs='0' and r_w='0'
--
MAOUT<=cntrH(14 downto 0);
--
end rtl;
|
プログラムの流れと説明の順序が違ってしまいますが説明の都合で順序を違えて説明することにします。
最初のｃｎｔｒＨ ｕｐのところは後回しにしてその次のところから説明します。
ＰＢＩＮ ｌａｔｃｈのところで前回サンプリングクロックとして作成したＣＮＴＲＳによってクロックの立ち下りエッジごとにプローブ入力ＰＢＩＮから入力される信号がラッチされます。
そこでラッチされたデータは８ビットの入力データｐｂｉｎＬとして保持され、それはひとつ飛ばして次のＰＢＤＡＴＡ ｔｏ ＲＡＭのところでＲＡＭに書き込むデータとしてＭＤＩＮＯＵＴに出力されます。
ＭＤＩＮＯＵＴは８ビットの入出力端子でＲＡＭのデータラインとつながっています。
この部分は双方向の信号ラインで測定期間中（ｒ＿ｗ＝’０’）はプローブからの入力データをＲＡＭに書き込む方向になりますが、記録したデータをＲＡＭから読み出すとき（ｒ＿ｗ＝’１’のとき）にも同じ端子が使われるため、そのときはＲＡＭからの出力データとぶつからないようにＭＤＩＮＯＵＴからの「出力」をハイインピーダンス（”ＺＺＺＺＺＺＺＺ”）にします。
そのように測定期間中（ｒ＿ｗ＝’０’）はＭＤＩＮＯＵＴから測定データがＲＡＭに出力されますが、同時にそれをＲＡＭに書きこむための信号（ＭＷＲ）としてもＣＮＴＲＳが使われます。
次のＭＥＭＷＲのところです。
そこまで説明したところで最初の部分に戻って説明します。
今回のプログラムの最初のところではＣＮＴＲＳがｃｎｔｒＨのカウントアップにも使われています。
ｃｎｔｒＨは１６ビットのカウンタでプログラムの終わりのところでそのうちの下位１５ビットがメモリアドレス（ＭＡＯＵＴ）として出力されます。
ＲＡＭは３２ＫＢなのでメモリアドレスは１５ビットですがその上のビットをコントロール信号として利用するためにここでは１６ビット長のカウンタにしています。
その最上位ビットｃｎｔｒＨ（１５）が’１’になるとカウンタは停止します。
ｃｎｔｒＨ（１５）は測定が完了したことを示す信号としてＰ４１出力端子からＰＩＣに出力されます（ＰＢＤＡＴＡ ｔｏ ＲＡＭのところに記述しています）。
ＰＩＣはこの信号を見ていることで測定が完了してＣＰＬＤが停止したことを知ることができます。
この情報はＵＳＢを経由してＷｉｎｄｏｗｓ側のプログラムに送られます。
それを受けてＷｉｎｄｏｗｓ側のプログラムはＵＳＢ、ＰＩＣを介してＣＰＬＤにリセット信号と今度はＲＡＭからのデータの読み出しを命令するコードを送ります。
その部分のＶＨＤＬプログラムは［第１２８回］の「最初のＰＲＯＣＥＳＳ文」のところで説明をしました。
コード０６でｒｅｓ＿ｃｌｒ＝’０’になってカウンタがクリアされ、コード０７でデータ読み出しモード（ｒ＿ｗ＝’１’）が設定されます。
実は前回のＣＮＴＲＳ信号の説明のところで「サンプリング期間のみアクティブにする」と書きましたが説明が足りませんでした。
ＣＮＴＲＳはデータ読み出しモードのときもＲＡＭアドレスをインクリメントするための信号として使われます。
それを可能にするためにＲＡＭにデータを書き込むときにはＣＮＴＲＳＷＫをＣＮＴＲＳとして使い、逆にＲＡＭからデータを読み出すときにはＩＯＲＤ信号をＣＮＴＲＳとして使います（前回はそこのところを書いていませんでした）。
ＩＯＲＤはＰＩＣがデータを１バイトずつ読み込むための信号として出力します。
ｄａｔａ ｏｕｔ ｔｏ ｐｉｃのところでＩＯＲＤがＬの期間中ＲＡＭからＭＤＩＮＯＵＴに読み出したデータがＰＩＣ側に出力されます。
このときＰＩＣにはＲＣ端子からデータが出力されますが、このＲＣ端子は８ビットの入出力端子です。
ＰＩＣからは同じＲＣ端子を使ってコマンドも受け取りますからＩＯＲＤ＝’０’のときのみデータ出力をアクティブにして、それ以外のときには出力をハイインピーダンス（”ＺＺＺＺＺＺＺＺ”）にします。
今回は説明が前後してちょっとわかりにくかったかもしれません。
本当はプログラムを説明の流れに合わせて書き換えるともう少しわかり易くなったかもしれません。
いつものことですがプログラムが先にできて後から説明することになってしまうのでそういうことになってしまいます。
ＶＨＤＬプログラムは全体としては同時実行されますからなおさら順序に無頓着なプログラムの書き方になってしまいます。
結果として悪いプログラムの見本になってしまいますが多忙な中での作業ですので悪しからずご了承いただきますようお願いいたします。
ＣＰＬＤ入門！［第１３２回］
２０２２．２．１８ｕｐｌｏａｄ
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