APS/Labs/07. Datapath/board files

Проверка работы processor_system на ПЛИС

После того, как вы проверили на моделировании дизайн, вам необходимо проверить его работу на прототипе в ПЛИС.

Инструкция по реализации прототипа описана здесь.

На рис. 1 представлена схема прототипа в ПЛИС.

Рисунок 1. Структурная схема модуля nexys_processor_system.

Прототип позволяет потактово исполнять программу, прошитую в память инструкций. Также прототип отображает операцию исполняемую в данный момент.

Note

Объект модуля processor_core в модуле processor_system должен называться core. Т.е. строка создания сущности модуля должна выглядеть следующим образом: processor_core core(...).

Описание используемой периферии

• Кнопки

  • BTND — при нажатии создает тактовый импульс, поступающий на порт тактирования clk_i модуля дизайна. Стоит помнить то, что инструкции, работающие с внешней памятью, требуют несколько тактов для своего выполнения.
  • CPU_RESET — соединен со входом rst_i модуля дизайна. Поскольку в модуле processor_system используется синхронный сброс (то есть сигнал сброса учитывается только во время восходящего фронта тактового сигнала), то для сброса модуля processor_system и вложенных в него модулей необходимо при зажатой кнопке сброса еще нажать кнопку тактирования.

• Семисегментные индикаторы

  Семисегментные индикаторы разбиты на 2 блока (см. рис. 1):

  • PC — отображают в виде шестнадцатеричного числа младшие 16 бит программного счетчика, которые вычисляются на основе выхода instr_addr_o модуля процессорного ядра.
  • operation — отображают операцию, исполняемую процессором на текущем такте.

Операции, отображаемые прототипом

Прототип определяет тип операции по младшим 7 битам инструкции.

Если тип операции является легальным в рамках процессорного устройства, реализуемого на лабораторных работах, то отображается соответствующий опкод. Опкоды описаны в decoder_pkg.sv. Если определенный прототипом тип операции является нелегальным, то на семисегментных индикаторах отображается ILL (от illegal).

Соответствие операции ее отображению на семисегментных индикаторах представлено на рис. 2:

Рисунок 2. Соответствие операции ее отображению на семисегментных индикаторах.

Демонстрационная программа

В качестве демонстрационной программы, предлагается использовать program.mem. Описание ее работы можно прочитать в разделе #задание.