Autor: katrin

VHDL speicher, buffer, register

Inputdaten müssen teilweise abgelegt werden. Wie wird dies in VHDL umgesetzt?

  • man kann per IP RAM anschliessen und dort per Adresse die Daten hineinschreiben.
  • Das VHDL-eigene Speicherprinzip sind jedoch die Flip- Flops. Alle Daten die gespeichert werden sollen, werden in (Vektoren) von Flip-Flops abgelegtff_speicher
    Signale führen Wert in und aus dem Flip-Flop

    -- input
signal s_next_value: std_logic_vector(7 downto 0);
-- gespeichert
signal s_current_value: std_logic_vector(7downto0);
-- input in ff-signal ablegen
s_next_value <= input;

-- input speichern
input_register: process (all)
begin
.    if (reset = '1') then
.        s_current_value <= (others => '0');
.    elsif (clk'event) and (clk = '1') then
.        -- ausgang ff  erhält  eingang ff
.        s_current_value <= s_next_value; 
.  end if; 
end process;

 

speicher_mit_enable

Normalerweise wird das Inputsignal nicht asynchron an den Eingang des Flip-Flops gelegt. Oft entscheidet ein enable_signal, wann die Daten vor den Eingang gelegt werden sollen. (Dies geschieht mit einem Multiplexer.)

-- input speichern
input_register: process (all)
begin
.    if (reset = '1') then
.        s_current_value <= (others => '0');
.    elsif (clk'event) and (clk = '1') then
.        -- ausgang ff  erhält  eingang ff
.        s_current_value <= s_next_value; 

.        if (s_enable = '1') then
           s_next_value <= input;
        else
           s_nex_value <= s_current_value;
        end if;
.  end if; 
end process;

Git detached HEAD

Ein alter commit wurde heruntergeladen. Nun ist der Head losgelöst.

temporären Branch erstellen

git checkout -b develop2

Dadurch wird der losgelöste HEAD an den neuen Branch gebunden!
Als Überblick ev.  git diff master develop2 .

Branch Master zufügen
Danach normal weitergehen (mit diesem Branch),
oder den Branch zum Mater oder anderen Branch einbinden.

git branch -f master develop2
git checkout master
git branch -d develop2

…

Pointer C++: Wert auslesen

struct ImageInt16 {
.        short data[100]
};


Objekt bilden
2 Bilder werden abgelegt. Inhaltstruktur ist identisch. Der Typ der Speichervariable nicht.

ImageInt16     bild_1;          // enthält Wert
ImageInt16*    bild_2;          // enthält Speicherort, an dem Wert liegt


Variable auslesen

int result_1, result_2;

result_1 = bild_1.data[0];    
result_2 = bild_2->data[1];       // Objektreferenz
  //oder
result_2 = (*bild_2).data[1];    // Dereferenziert
.                                // Wert des Objekts

Der ersten zwei Wert aus dem Array wurden übergeben.
..

 

 

 

 

 

Enumarates

In C++ gehören die „enums“ zu den Klassen. Sie sind ein Sonderfall einer Klasse, da sie keine Funktionen, sondern nur Konstanten haben.

– enums beginnen bei 0, ausser:
– wird der ersten Konstante einen Wert zugewiesen, beginnt der
.  enum bei dieser Zahl und zählt immer +1.

enum class Month{
.     jan
.     feb,
.     ...
.     dez
};
enum class gruppe_1{
.     urs,
.     noe,
.     ...
.     eva
};

Zuweisungen

gruppe_1  karl = 5;                  // neuer Wert dazu
gruppe_1 nils = gruppe_1.eva         // nils an Stelle von eva

 

Operationen mit Enumerates

Month new_month = sept;
++new_month;                       //new_month is now okt
++new_month;                       //new_month is now nov

Bjarne 9.6

…

Objekt bearbeiten

Klasse

class MidiData {
.     public: 
.            // varibale
.            int pin;
.            double version;
.            int wait;        // in ms
.
.            // functions
.            MidiData(int pin, double version, int wait);   
.            string readStream( steam io);
.            string extractdata( string s);
}

Objekt definieren

MidiData system_2{ 8, 14.04, 5 }

system_2 ist ein Objekt der Klasse MidireadData. Im Objekt ist definiert, wo und mit welcher Version Midi gelesen wird.

Objeket bearbeiten

system_2.pin = 10;    // change data pin
system_2.wait = 10;   // change wait time

Zur Verarbeitung der Klasse wurden extra Memberfunktionen definiert.

string in_pin8 = system_2.readStream( input_8);
string data_pin8 = system_2.extractdata( in_pin8);

Über die Objektvariable system_2 können die Memberfunktionen aufgerufen werden.

 

Defintion Member functions

class MidiData {
.     public: 
.            // varibale
.            int pin;
.            double version;
.            int wait;        // in ms
.
.            // functions
.            MidiData(int pin, double version, int wait);   
.            string readStream( steam io);
.            string extractdata( string s);
}

Im public-Teil einer Funktion, wird die member-Funktion nur deklariert. Die Definition folgt ausserhalb.
Das gilt auch, wenn pro Klasse eine Datei erstellt wird.

Definition Member Function

<class>::<member-function>( <type> <argument> ) {
.      // Code
}
void Date::add_day( int n){
.      // Code
}
void Date:: month(){
.     // Code
}

..

Constructor C++

Eine Member-Funktion mit demselben Name wie die Klasse selbst, ist ein Constructor.

1. Konstruktor ohne Funktionen———————————————–

class MidiData {
. public: 
.     int pin;
.     double version;
.     int wait;        // in ms
.     MidiData(int pin, double version, int wait);  //Construct
.
}

Ein Objekt der Klasse kann nicht ohne Wertzuweisung definiert werden, eine Initialisierung ist zwingend notwendig beim Bilden eines Objektes. Die Initialiserung kann über eine List ober über den Constructor erfolgen:

MidireadData system_1 = { 13,  14.04, 10}  // list

MidireadData system_2 { 8, 14.04, 5 }  // constructor usually
MidireadData system_2( 8, 14.04, 5 )   // constructor old style

MidireadData system_3 = MidireadData{ 10, 14.04, 10 } //special

In der Initialisierung müssen alle Member-Variablen definiert werden.
Vgl. Bjarne Kapitel 9.4.2

2. Konstruktor für Klasse mit Funktionen ——————————-–

class Date{
.      public:
.         // constructor
.         Date( int year, int month, int day);  
.         // member-functions
.         void add_day( int n);
.         int month();       // check error of number        
.
.      private:
.         int year, month, day;

};

Konstruktor mit Funktion:

Date::Date(int y_1,int m_1,int d_1)      
     : month( month1) {}

…

Class: public and private

Was eine Klasse ist
– Eine Klasse ist ein selbst definierter Datentyp
– Man erfindet eine Klasse nur, weil man sie für etwas braucht.
– Um das umzusetzen, braucht man Variablen und Funkitonen
– Damit man nicht alles von Hand schreiben muss, importiert
.  man oft Funktionen von Bibliotheken (oder anderen Klassen)

Struktur

class <Name> {
.     public: 
.            <type> <var>;
.            <type> <member_function>(<arguments);
.
.     private:
.            <type> <utility_functions>(<argument>);    
} ;

public:
–  Alles, warum die Classe definiert wurde. Der Public-Teil dient
.  dem direkten bearbeiten (nutzen) der Klasse.
–  Den Public-Teil nennt man auch das Interface.
–  Die Funktionen im public heissen member functions. Nur diese
.  Funktinen sind von aussen zugänglich (sichtbar)

private:
–  Hilfsfunktionen und Hilfsvaraiabeln.

Bilden eines Objektes
Eine Klasse kreierte man, weil man sie braucht. Damit man sie brauchen kann, müssen der Klasse Werte zugewiesen werden, dies geschieht im Constructor. In Python wird der Konstruktor durch die Funktion init in der Klasse definiert.

class <Name>(<argument>):

.    def __init__(self):  
.        // set variables
        
.   def <function_a> (self):
.       // Code

In C++ wird der Konstruktor nach der Klasse gebildet.

…

Simulationsprogramm starten (altera)

Vorbereitungen
– testbench ist in vhdl geschrieben
– compile_<projektname>.do ist in shell  und wird von der Konsole (des Simulationsprogrammes) her aufgerufen

Starten der Testbench
1. Neues Projekt anlegen
.  File/New/Project:
.  Ablegen der Simulation
2. Neue Bibliothek ein
File/New/Bibliothek.
Der Ordner wird Work genannt
3. Starten des Kompilierens und des Projekts per Konsole
4. Signale auswählen
.    Als erstes erscheinen nur die Fenster default und object (das sind die Signale).
.   Im Fenster objects auf ein Signal klicken,
.   CTRL A, alle Siganle auswählen
.   Rechte Maus: „Add waves“
Ab jetzt sieht man (nach neuem Kompilieren)
.   die Signale im Wave-Fenster.
5. Speichern der Waves:
.    File/Save Format:   speichern in wave_<projektname>.do

Tipp:
In einem Projekt können mehrere testbenches bestehen. Jede erhält einen Namen: tb_midi_interface, tb_top_level, tb_uart.
Zu jeder Testbench gehört ihre eigene Kompilierungsdatei: compile_midi_interface.do, compile_top_level.do, compile_uart.do
und zu jeder Testbench gehören ihre eigene signale: wave_midi_interface.do, wave_top_level.do, wave_uart.do.

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