- •Учебник по языку ahdl Оглавление
- •Введение
- •Общие положения
- •Как работает ahdl?
- •Элементы языкаAhdl
- •Зарезервированные слова
- •Зарезервированные идентификаторы
- •Символы
- •Строковые и символьные имена
- •Способы объявления шин
- •Диапазоны и поддиапазоны шин
- •Числа в ahdl
- •Арифметические выражения
- •Встроенные оценочные функции
- •Логические выражения
- •Операторы логических функций
- •Булевы операторы, использующие not
- •Булевы операторы, использующие and, nand, or, nor, xor, и xnor
- •Арифметические операторы
- •Компараторы
- •Приоритеты логических и арифметических операторов
- •Прототипы логических функций
- •Примитивы
- •Массивы примитивов
- •Макрофункции
- •Мегафункции и библиотеки параметризуемых модулей
- •Не используемые входы примитивов, мегафункций и макрофункций
- •Типы портов:
- •Порты экземпляров
- •Структура описания проекта на языкеAhdl
- •Общая структура
- •Раздел Variable
- •Определение заголовка описания (оператор Title)
- •Определение включаемого текста (оператор Include)
- •Определение констант (оператор Constant)
- •Обозначение арифметических выражений (оператор Define)
- •Определение параметров (оператор Parameters)
- •Определение прототипов логических функций (операторFunctionPrototype).
- •Определение порядка следования битов (оператор Options)
- •Контроль арифметических выражений (оператор Assert)
- •Раздел интерфейса проекта (Subdesign)
- •Раздел переменных проекта (Variable)
- •Раздел Variable может включать следующие операторы и конструкции:
- •Раздел Variable может также содержать операторы If Generate, которые могут быть использованы для генерирования объектов, узлов, регистров, конечных автоматов, и псевдоимен конечных автоматов.
- •Раздел Variable имеет следующие характеристики:
- •Объявление объектов (Instance Declarations)
- •Объявление узлов (Node Declarations)
- •Объявление регистров (Register Declarations)
- •Объявление конечных автоматов (State Machine Declarations)
- •Объявления псевдоимен конечных автоматов (Machine Alias Declaration)
- •Раздел тела проекта (Logic)
- •Задание исходных значений (Defaults Statment)
- •Булевские выражения (Boolean Equations)
- •Управляющие булевские выражения (Boolean Control Equations)
- •Оператор проверки списка (Case.)
- •Оператор проверки логического выражения (If Then.)
- •Оператор проверки логического выражения (If Generate )
- •Оператор цикла (For Generate)
- •Использование ссылок на прототипы функций (In-Line Logic Function Reference)
- •Определение таблицы истинности (Truth Table)
- •Применение языкаAhdl
- •Использование шаблонов ahdl
- •Создание текстового выходного файла
- •Использование чисел
- •Использование констант и оценочных функций
- •Использование итеративно-генерируемой логики
- •Использование условно-генерируемой логики
- •Выполнение контроля выражений с помощью оператора Assert
- •Управление логическим синтезом с помощью примитивов lcell & soft
- •Реализация комбинационной логики
- •Реализация логических выражений и уравнений
- •Именование логических операторов и компараторов
- •Использование узлов
- •Использование шин
- •Реализация условной логики
- •Оператор If Then
- •Оператор Case
- •Оператор If Then против оператора Case
- •Создание дешифраторов
- •Использование значений переменных по умолчанию
- •Реализация логики с активными низкими уровнями
- •Реализация двунаправленных выводов
- •Реализация тристабильных шин
- •Реализация последовательностной логики
- •Объявление регистров
- •Объявление регистровых выходов
- •Создание счетчиков
- •Конечные автоматы
- •Реализация конечных автоматов
- •Управление записью, сбросом и разрешением (Clock, Reset & Enable)
- •Присваивание состояний
- •Конечные автоматы с синхронными выходами
- •Конечные автоматы с асинхронными выходами
- •Выход из некорректных состояний
- •Реализация запоминающих устройств
- •Реализация иерархических проектов
- •Использование непараметрических функций
- •Использование параметрических функций
- •Использование заказных мега- и макрофункций
- •Импорт и экспорт конечных автоматов
- •Синтаксис языкаAhdl
- •Стилизация описаний на языкеAhdl
- •"Золотые" правила использования языкаAhdl
- •Контекстно-зависимая справка по языкуAhdl
Управление записью, сбросом и разрешением (Clock, Reset & Enable)
Сигналы Clock, Reset, и Clock Enable управляют триггерами регистра состояний конечного автомата. Эти сигналы определяются с помощью булевых уравнений управления в разделе Logic.
В файле simple.tdf, приведенном ниже, Clock конечного автомата управляется входом clk. Сигнал асинхронного сброса конечного автомата Reset управляется сигналом reset, который является активным высоким. В этом файле проекта объявление входа ena в разделе Subdesignи булева уравнения ss.ena = ena в разделеLogicподсоединяет сигнал Clock Enable.
SUBDESIGN simple
(
clk, reset, ena, d : INPUT;
q : OUTPUT;
)
VARIABLE
ss: MACHINE WITH STATES (s0, s1);
BEGIN
ss.clk = clk;
ss.reset = reset;
ss.ena = ena;
CASE ss IS
WHEN s0 =>
q = GND;
IF d THEN
ss = s1;
END IF;
WHEN s1 =>
q = VCC;
IF !d THEN
ss = s0;
END IF;
END CASE;
END;
Присваивание состояний
Бит состояния - это выход триггера, который используется конечным автоматом для запоминания однобитного значения. В большинстве случаев Вы должны разрешить компилятору MAX+PLUS II присвоить биты состояния и значения для минимизации требующихся логических ресурсов: логический синтезатор автоматически минимизирует количество необходимых битов состояния, оптимизируя как использование устройства так и производительность.
Однако некоторые конечные автоматы могут работать быстрее, используя значения состояний, которые требуют больше чем минимальное количество битов состояния. Кроме того, Вы можете захотеть, чтобы определенные биты состояния являлись выходами конечного автомата. Для управления этими случаями Вы можете объявить биты конечного автомата и значения в объявлении конечного автомата.
Команда Global Project Logic Synthesis (меню Assign) включает опциюOne-Hot State Machine Encoding(позиционное кодирование состояний), которая автоматически реализует этот тип кодирования для проекта. Кроме того, компилятор автоматически реализует позиционное кодирование для устройств FLEX 6000, FLEX 8000, и FLEX 10K, несмотря на то, включена или нет эта опция. Если Вы точно назначили биты состояния, в добавление к использованию автоматического позиционного кодирования, логика Вашего проекта может быть реализована неэффективно.
Файл stepper.tdf, приведенный ниже, реализует контроллер шагового двигателя.
SUBDESIGN stepper
(
clk, reset : INPUT;
ccw, cw : INPUT;
phase[3..0] : OUTPUT;
)
VARIABLE
ss: MACHINE OF BITS (phase[3..0])
WITH STATES (
s0 = B"0001",
s1 = B"0010",
s2 = B"0100",
s3 = B"1000");
BEGIN
ss.clk = clk;
ss.reset = reset;
TABLE
ss, ccw, cw => ss;
s0, 1, x => s3;
s0, x, 1 => s1;
s1, 1, x => s0;
s1, x, 1 => s2;
s2, 1, x => s1;
s2, x, 1 => s3;
s3, 1, x => s2;
s3, x, 1 => s0;
ENDTABLE;
END;
В этом примере выходы phase[3..0], объявленные в разделе Subdesign, также объявлены как биты конечного автомата ss в объявлении конечного автомата. Заметьте, что ccw и cw никогда не должны одновременно равняться 1 в одной и той же таблице. AHDL предполагает, что только одно условие в таблице истинности является истинным в одно и тоже время, следовательно, перекрытие комбинаций битов может привести к непредсказуемым результатам.