CID Lab Lucrarea 5

Noțiuni și cunoștințe necesare

• Logică booleană și sisteme de numerație
• Sintaxă Verilog
• Introducere în sinteza pe FPGA. Xilinx ISE
• Utilizarea programului de sinteză Xilinx ISE
• Circuite secvențiale
• Memorii RAM

Exemplu

• Se va descrie în Verilog o memorie RAM 16x4b cu un port de citire-scriere sincron.
• Se vor scrie contrâgerile necesare pentru a conecta
  • adresa la SW7-4 și data de intrare la SW3-0.
  • semnalul de activare a scrierii la unul din butoane (BTN0 ... BTN3).
  • ieșirea memoriei la LD3-0.
  • intrarea de ceas a memoriei la oscilatorul plăcii Nexys 2.
• Programati placa Nexys2, si folosind switch-urile si butoanele placii, scrieți adresele 3, 6 și 10 cu valorile 2, 1 respectiv 0, apoi citiți-le în aceeași ordine. Observati, folosind LED-urile placii, daca s-a realizat memorarea.

Exercițiu

• Descrieți în Verilog o memorie RAM 16x4b cu două porturi:
  • Un port sincron de scriere (Write-Only) cu următoarele semnale:
    • WR_ADDR - adresa la care se scrie
    • WR_EN - comanda de scriere
    • WR_DATA - datele scrise
  • Un port sincron de citire (Read-Only) cu următoarele semnale:
    • RD_ADDR - adresa citită
    • RD_DATA - datele citite
• Memoria va fi instanțiată în modulul TOP conform figurii următoare:

module COUNTER(
    input clk,
    output reg [31:0] cnt
);

always @(posedge clk) cnt <= cnt + 1;

endmodule 

module ROM(
    input [3:0] in,
    output reg [3:0] out
);

always @(in)
    case(in)
        0:  out = 4'b1010;
        1:  out = 4'b0110;
        2:  out = 4'b0011;
        3:  out = 4'b1110;
        4:  out = 4'b1011;
        5:  out = 4'b1111;
        6:  out = 4'b0111;
        7:  out = 4'b1100;
        8:  out = 4'b0001;
        9:  out = 4'b0101;
        10: out = 4'b1101;
        11: out = 4'b0000;
        12: out = 4'b0010;
        13: out = 4'b0100;
        14: out = 4'b1000;
        15: out = 4'b1001;
    endcase

endmodule

• Scrieți constrângerile necesare pentru a conecta porturile modulului TOP:
  • DIN la SW7-4,
  • ADR la SW3-0,
  • WEN la BTN3,
  • DOUT la LD3-0,
  • intrarea de ceas la oscilatorul plăcii Nexys 2.
• Programati placa Nexys2; Scrieți memoria RAM cu valorile necesare pentru a produce pe DOUT o secvență de numere indicată de cadrul didactic.