Die Praktikumsplatine

Handhabung der PlatineLEDs, CLK und TasterKonfiguration des FPGAAufgaben

So sieht die Platine aus:

Komponenten

Jeder bekommt die folgenden sechs Teile

Praktikumsplatine Downloadplatine Parallelportkabel Flachbandkabel Netzteil Taster

ESDElectrostatic Discharge

Durch Bewegung können Kleidungsstücke und Personen elektrisch aufgeladen werden.

Dadurch können Bauteile auf der Platine beschädigt werden

Besonders gefährlich sind: Trockene Luft

z.B. bei negativen Außentemperaturen oder klimatisierten Räumen

Synthetikkleidung und -teppiche Isolierende Gummisohlen an den Schuhen

ESDElectrostatic Discharge

Hilfreich ist: Lagerung der Platine in einer Antistatikhülle oder auf

einer leitenden Oberfläche Lagerung mit angeschlossenem Downloadcable

Unbedingt vor dem Berühren der Platine Entladen! Dazu an ein geerdetes, blankes Metallteil fassen:

Schutzleiter der Steckdose Computergehäuse (unlackiert) Heizung (unlackiert) Wasserrohr (unlackiert)

UCF Files

Die verschiedenen Bauteile sind über Leiterbahnen mit Pins des FPGAs verbunden.

Im FPGA müssen die zugehörigen Steuersignale natürlich an die gleichen Pins angeschlossen werden

Ihr müßt der Software deshalb mitteilen, welche Pins verwendet werden sollen

Dies geschieht in einer *.UCF Datei, die genauso heißen muß, wie das Projekt.

Im Verzeichnis „woche4“ heißt die Datei z.B. „woche4.ucf“

UCF Files

Dort fügt Ihr Zeilen im folgenden Format ein: NET clk LOC = P182; Dies bedeutet, daß das Signal „clk“ an Pin 182

angeschlossen werden soll. clk muß ein „in“ oder „out“ Signal eurer top level

entity sein Busse sehen etwas anders aus als in VHDL: NET led<1> LOC = P182;

Schaltplan

Die Detailiertesten Informationen liefert der Schaltplan

Schaltpläne im DXF und und PDF Format liegen auf der Webseite der Experimentierplatine.

DXF läßt sich unter anderem betrachten mit QCAD (auch Linux, www.qcad.org) Macromedia Freehand MS Office, wenn der DXF Import Filter installiert wurde

Ihr bekommt die Informationen aber nochmal vorgekaut.

Taktsynthesizer

Mit dem ICS525-01 Chip läßt sich in sehr feinen Stufen eine Taktfrequenz bis 160 MHz einstellen.

Unter „Anleitung“ findet sich auf der Platinenwebseite ein Program das die nötige Schalterstellung ausrechnet.

Achtet darauf, daß „ON“ eine ‘0‘ bedeutet. Ohne Schalter liefert der Chip 19,202 MHz Das Tatksignal liegt an Pin 182 des FPGAs NET clk LOC = P182;

Leuchtdioden

Die Leuchtdioden leuchten, wenn eine ‘0‘ an das entsprechende Signal gelegt wird

NET led<0> LOC = P153;NET led<2> LOC = P142;NET led<4> LOC = P126;NET led<6> LOC = P115;NET led<1> LOC = P146;NET led<3> LOC = P135;NET led<5> LOC = P119;NET led<7> LOC = P108;

Taster / Joystick Schalter

Wenn der Taster geschlossen ist, ist das Signal ‘0‘, sonst ist es ‘1‘

NET button1 LOC = P140; NET button2 LOC = P141;

Button1 ist Pin 2 am Joystickport Button2 ist Pin 7 am Joystickport

Konfiguration

Bei der Implementation wird ein Bitstream *.bit erzeugt.

Dieser kann mit dem „Hardware Debugger“ in den FPGA geladen werden.

Hardware Debugger

Die Platine wird an den Parallelport des PC angeschlossen.

Dem Hardware Debugger müßt Ihr das mitteilen

Download

Mit dem - normalerweise gelben - Blitz könnt ihr den Bitstream in den FPGA laden.

Danach sollte die rote DONE LED ausgehen

Aufgaben

Aufgabe 5.1

Testet die Sachen, die auch schon im Praktikum getestet wurden nochmal bei euch zu hause:

Geht die DONE LED aus, wenn Ihr einen Bitstream ladet?

Blinken die Leuchtdioden? Was sagt der Monitor? Was passiert, wenn man den Taster drückt?

Wenn Ihr Joystick und Aktivboxen oder Stereoanlage habt, dann testet auch das.

Aufgabe 5.2

Ladet den Quelltext und die UCF Datei von der Tips und Tricks Seite und kompiliert sie.

Testet das Ergebnis in der Platine. Ihr solltet zwei Leuchtdioden abwechselnd

blinken sehen.

Aufgabe 5.3

Erweitert die UCF Datei aus 5.2 so, daß je zwei rote, grüne und gelbe LEDs angeschlossen sind. Außerdem die blaue LED und ein Taster.

Baut eine Schaltung die: Die LEDs wie eine Ampel leuchten läßt. Die Blaue LED leuchten läßt, wenn der Taster gedrückt

ist.

Testet das Ergebnis in der Platine.

Aufgabe 5.4

Schreibt eine UCF Datei für den Prozessor, so daß die unteren 8 Bit des Ausgaberegisters an den LEDs erscheinen.

Alle anderen Ausgangssignale entfernt Ihr am besten. Alternativ könnt Ihr sie auch im UCF File an PCI- oder SRAM-Signale anschließen. Aber nicht zufällig in der Gegend plazieren!

Schreibt die Ampel nochmal in Assembler. Denkt dabei an die Verzögerungsschleife