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SEm/labore/07 beamer

Kurvenzeichnungsperipheriebaustein für AMBA-Bus
Einleitung
In diesem Labor nehmen wir die Schaltung für die Interpolationsberechnung und schliessen sie an den AMBA-Bus an.
Die benutzte Schaltung zeigt eine generische Bus-Schnittstelle die sich leicht auf andere Bus-Systeme, wie z.B. hier der AMBA-Lite-Bus, anpassen lässt. Die Schaltung kann einfach an einen anderen parallelen oder sogar seriellen Bus angepasst werden.
Entwicklung
Das Peripheriegerät erzeugt zwei ∑∆-modulierte Ausgänge mit welchen eine Kurve auf einem Oszilloskop angezeigt werden kann.
Register
Auf folgende Register schreibt der Prozessor:
- Adresse 00: Kontrollregister
- Bit 0:
run, bestimmt ob die Kurve gezeichnet wird oder ob das System angehalten ist
- Bit 1:
updatePattern, bestimmt ob neue Punkte in den Speicher geschrieben werden oder ob dir Kurve gezeichnet wird
- Bit 2:
interpolateLinear, bestimmt ob die Linie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten eine Gerade oder ein Spline ist
- Die
patternSizehöchstwertigsten Bits: Anzahl an Punkten in der zu zeichnenden Kurve
- Bit 0:
- Adresse 01: Geschwindigkeitsregister, Periode zwischen zwei Berechnungen der Punkte auf der Kurve
- Adresse 02: Punkteregister der X-Achse
- Adresse 03: Punkteregister der Y-Achse
Die folgenden Register werden vom Prozessor gelesen:
- Adresse 00: Kontrollregister, lesen der zuvor geschriebenen Werte
- Adresse 01: Geschwindigkeitsregister, lesen des zuvor geschriebenen Wertes
VHDL-Code
Steuerung der Punktespeicher
Die Speicherbausteine, welche die Liste der zu zeichnenden Punkte enthalten, benutzen spezielle Speicherblöcke im Innern des programmierbaren Schaltbausteins. Zwei verschiedene Modi werden zu Kontrolle des Speichers benutzt:
- im Modus
updatePatternlöst jeder Schreibzugriff auf das entsprechende Register einen Schreibzugriff auf den Speicher sowie eine Inkrementation des Adressenzählers aus
- im Zeichnungsmodus wird löst jeder neue Anfrage nach einem Punkt durch das Signal
newPolynomeine Inkrementation des Adressenzählers aus
Bei jedem Übergang auf '1' des Signals
updatePattern wird der Adresszähler auf null zurückgesetzt.
Im Zeichnungsmodus wir der Adresszähler zusätzlich auf null zurückgesetzt, wenn er den Wert
patternLength-1 erreicht.
VHDL-Code
Zeichengeschwindigkeit
Der Geschwindigkeitsregister erlaubt es, die Arbeitsgeschwindigkeit zu verringern.
VHDL-Code
Test der Interpolationsschaltung
Der
selSinCos Taster erlaubt es, unabhängig von allen Registerwerte einen Kreis im X-Y Moduy zu zeichnen.
VHDL-Code
Verifikation