Aula 4 - Introdução a FPGAs (Continuação) LABORG 24/março/2008 Fernando Gehm Moraes César Augusto Missio Marcon Ney Laert Vilar Calazans

2 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Na aula anterior, todos ou quase conseguiram prototipar um somador de 4 bits com Vai-um: –A saída Soma é codificada em 5 bits, sendo estes mostrados nos diodos emissores de luz (leds) localizados acima das chaves deslizantes que funcionam como entradas –A identificação do resultado poderia ser melhor se os números fossem representados em decimal ou em hexadecimal –O objetivo desta aula é demonstrar o uso dos mostradores de 7 segmentos para permitir este melhoramento da ergonomia do projeto na palataforma Nexys –Note-se que o processo não e trivial, devido (1) à forma como os mostradores de 7 segmentos conectam-se ao FPGA, e (2) devido à própria organização do hardware dos mostradores

3 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Mostrando o resultado não nos leds, mas nos mostradores de sete segmentos? A(3 downto 0);B(3 downto 0); Mostradores de 7 Segmentos

4 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Uma sugestão de modificação do projeto para realizar isto. Usar o projeto da Aula 3 e supor que o resultado da soma deva ir para o display mais à direita da placa, e que o vai-um seja associado ao ponto decimal. Resumo dos passos a realizar: 1.Ler o manual de referência para entender como funcionam os mostradores (fim da página 5 e página 6). Complicado? 2.Abrir e estudar o código VHDL contido no link dspl_drv_nexys.vhd. Será dada explicação em aula sobre este VHDL. Acrescentar este arquivo ao projeto:dspl_drv_nexys.vhd »No ambiente ISE, ir na janela Sources (canto superior esquerdo) clicar com botão direito do mouse no ícone com o nome do dispositivo (xc3s200-4ft256) e escolhendo a opção de menu Add Source. 3.Modificar o UCF para adaptá-lo ao novo formato da saída. Garanta que o clock da placa está operando em 50MHz. Testar com osciloscópio! 4. E se o clock não fosse 50MHz? Ler o manual e ver como usar clocks de 25MHz e 100MHz e testar o projeto com estes novos valores!

5 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Detalhamento dos passos a realizar: 1.Funcionamento dos mostradores 8 pinos para ativar cada display (F13 a H14) 4 pinos para escolher qual display acender (G14 a F12) Displays são multiplexados Pressupõe uma varredura de 1 KHz para acender cada mostrador 250 vezes por segundo, dando a a impressão de que todos estão acesos o tempo todo Idéia: enquanto acende-se algum mostrador, apaga-se os demais Problema: manter o sincronismo! Para acender/apagar mostrador 0: pino G14 em 0/1, respectivamente Para os demais mostradores, similar

6 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Detalhamento dos passos a realizar: 2.Abrir e estudar o código VHDL contido no link dspl_drv_nexys.vhd. Será dada explicação em aula sobre este VHDLdspl_drv_nexys.vhd clock reset d1 (5:0)d2 (5:0)d3 (5:0)d4 (5:0) dec_ddp (7:0)an (3:0) di(5) – ativa/desativa mostrador i di(4:1) – número hexa a mostrar em i di(0) – ponto decimal de i

7 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Detalhamento dos passos a realizar: 3.Modificar o UCF para adaptá-lo ao novo formato da saída. Garanta que o clock da placa está operando em 50MHz. Testar com osciloscópio! Sugestões: Ligar o resultado da soma no display 1 (sinal d1) e o vai-um no ponto decimal do mesmo Desligar todos os demais displays Ligar a entrada de reset no botão BTN0 da plataforma Nexys Ligar a entrada de clock no clock da placa, garantindo que este opera a 50MHz (ver o pino no manual) Ligar as saídas do driver do mostrador nos pinos adequados do hardware do mostrador

8 Fernando Moraes / César Marcon / Ney Calazans Usando Recursos da Plataforma Nexys Detalhamento dos passos a realizar: 4.E se o clock não fosse 50MHz? Ler o manual e ver como usar clock de 25MHz ou 100MHz e testar o projeto com estes novos valores! Funciona ou não? Qual a diferença e qual a explicação para o comportamento observado?