mirror of
https://github.com/MPSU/APS.git
synced 2025-09-16 09:40:10 +00:00
a28002e681
* WIP: APS cumulative update * Update How FPGA works.md * Перенос раздела "Последовательностная логика" в отдельный док * Исправление картинки * Исправление оформления индексов * Переработка раздела Vivado Basics * Добавление картинки в руководство по созданию проекта * Исправление ссылок в анализе rtl * Обновление изображения в sequential logic * Исправление ссылок в bug hunting * Исправление ссылок * Рефактор руководства по прошивке ПЛИС * Mass update * Update fig_10 * Restore fig_02
102 lines
8.7 KiB
Markdown
102 lines
8.7 KiB
Markdown
# Проверка работы регистрового файла на ПЛИС
|
||
|
||
После того, как вы проверили на моделировании регистровый файл, вам необходимо проверить его работу на прототипе в ПЛИС.
|
||
|
||
Инструкция по реализации прототипа описана [здесь](../../../Vivado%20Basics/07.%20Program%20and%20debug.md).
|
||
|
||
На _рис. 1_ представлена схема прототипа в ПЛИС.
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 1. Структурная схема модуля `nexys_rf_riscv`._
|
||
|
||
## Описание используемой периферии
|
||
|
||
Периферия показана на _рис. 2_.
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 2. Периферия, доступная прототипу._
|
||
|
||
- ### Переключатели и кнопки.
|
||
|
||
Для работы с регистровым файлом необходимо выставлять сигналы адресов и данных.
|
||
У платы недостаточно переключателей для такого количества входов регистрового файла, поэтому адреса и данные задаются одним источником ввода:
|
||
|
||
1. Ввод **адресов** (`read_addr1_i`/`read_addr2_i`/`write_addr_i`) регистрового файла осуществляется через переключатели `SW[14:0]`. Соответствие следующее:
|
||
|
||
- `SW[ 4: 0]` — `write_addr_i`
|
||
- `SW[ 9: 5]` — `read_addr2_i`
|
||
- `SW[14:10]` — `read_addr1_i`
|
||
|
||
Для того чтобы выставить введенные адреса на входные порты регистрового файла, необходимо нажать кнопку `BTND` (`addr_en` на _рис. 2_). Таким образом, происходит запоминание адресов в элемент памяти.
|
||
1. Ввод **данных** (`write_data_i`) регистрового файла осуществляется через переключатели `SW[15:0]`. Таким образом, можно выставить только младшие 16 бит данных. Для записи введенных данных по адресу `write_addr_i` используется кнопка `BTNR` (`we` на _рис. 2_).
|
||
- ### Светодиоды
|
||
|
||
Светодиоды `LED[14:0]` отображают адреса (`read_addr1_i`/`read_addr2_i`/`write_addr_i`), которые выставлены в данный момент на порты регистрового файла:
|
||
|
||
- `LED[ 4: 0]` — `write_addr_i`
|
||
- `LED[ 9: 5]` — `read_addr2_i`
|
||
- `LED[14:10]` — `read_addr1_i`
|
||
|
||
- ### Семисегментные индикаторы
|
||
|
||
На левом блоке семисегментных индикаторов (индикаторы 7-4) отображется значение младших 16-ти бит порта `read_data1_o`, а на правом блоке семисегментных индикаторов (индикаторы 3-0) отображается значение младших 16-ти бит порта `read_data2_o`.
|
||
|
||
Числа отображаются в **шестнадцатеричном** формате.
|
||
|
||
## Выполнение операций с регистровым файлом на прототипе
|
||
|
||
Доступные операции: запись, чтение.
|
||
|
||
- ### Запись
|
||
|
||
Рассмотрим последовательность действий, которые надо осуществить для записи в регистровый файл, на примере.
|
||
|
||
1. Запишем значение `0x1234` в регистр `5`.
|
||
|
||
1. Сразу после прошивки, как видно по негорящим светодиодам, на портах регистрового файла выставлены нулевые адреса. Нам нужно изменить адрес записи, поэтому выставим на переключателях значение `5` и нажмем кнопку `BTND` (см. _рис. 3_).
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 3. Выставление адреса `5` на порт `write_addr_i` регистрового файла._
|
||
|
||
Обратите внимание: на светодиодах сразу после нажатия кнопки отображается адрес `5`.
|
||
1. Чтобы записать данные в указанный (пятый) регистр, выставим на переключателях значение `0x1234` и нажмем кнопку `BTNR` (см. _рис. 4_).
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 4. Запись `0x1234` в регистр `5`._
|
||
|
||
1. Запишем значение `0x5678` в регистр `6`.
|
||
|
||
1. Выставим на блок переключателей, отвечающих за порт записи, значение `6` и нажмем кнопку `BTND` (см. _рис. 5_).
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 5. Выставление адреса `6` на порт `write_addr_i` регистрового файла._
|
||
|
||
Обратите внимание: на светодиодах сразу после нажатия кнопки отображается адрес `6`.
|
||
1. Чтобы записать данные в указанный (шестой) регистр, выставим на переключателях значение `0x5678` и нажмем кнопку `BTNR` (см. _рис. 6_).
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 6. Запись `0x5678` в регистр `6`._
|
||
|
||
- ### Чтение
|
||
|
||
Рассмотрим последовательность действий, которые надо осуществить для чтения из регистрового файла, на примере. Прочитаем из регистров `5` и `6` заранее записанные значения `0x1234` и `0x5678` соответственно и выведем его на оба блока семисегментных индикаторов 7-0 и 3-0.
|
||
|
||
Выставим значение `5` и `6` на блоки переключателей `ra1` и `ra2` (см. _рис. 2_) соответственно, и нажмем кнопку `BTND`, чтобы обновить адрес значением с переключателей (см. _рис. 7_).
|
||
|
||
|
||
|
||
_Рисунок 7. Чтение из регистров `5` и `6`._
|
||
|
||
Обратите внимание на то, что для чтения достаточно выставить нужный адрес на порт регистрового файла, и содержимое регистра оказывается считанным.
|
||
|
||
> [!NOTE]
|
||
> Кнопка сброса `CPU_RESETN` не сбрасывает содержимое регистрового файла, т.к. сигнал сброса не заведен в модуль регистрового файла, а модуль `nexys_rf_riscv` самостоятельно его не сбрасывает. Для сброса можно осуществить перепрошивку ПЛИС.
|
||
|
||
Попробуйте записать информацию в нулевой регистр, затем по другим адресам. После чего считайте записанную информацию и убедитесь, что она соответствует той, которую вы записывали (с учетом особенностей регистрового файла RISC-V).
|