０１２３４５６７８９_I_ＡＭ_ＴＯＫＵＹＡ_ＦＵＪＩＯＫＡ．
③ moji_deco_top.vhd トップ回路をVHDLで設計する
④
テストベンチでシミュレーションを実行し、機能確認する［QuartusⅡ］
（ﾃｷｽﾄ： 131 ～ 137頁）⑤
新規プロジェクト（moji_deco_DE0）を作成する⑥
実機用回路に修正し（図4-24）、コンパイルする⇒
修正後のデータをエラーフリーにする⑦
端子割り当て後、コンパイルして実行モジュールを作成する⑧
実機で動作を確認するconversion_ascii
『名前表示』のSim用モジュール構成
-
図4-5 実習課題概要 -deco0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ・・・ 30 31 deco1 31 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ・・・ 29 30
deco2 30 31 0 1 2 3 4 5 6 7 ・・・ 28 29 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 _ I _ a m _ (ascii)
CNV0 DEC0
CLK
STOP
RESET
conversion_ascii decoder_7seg
CNV1 DEC1
CNV2 DEC2
CNV3 DEC3
S0(5) A0(7)
S1(5) A1(7)
S2(5) A2(7)
S3(5) A3(7)
LED0
LED1
LED2
LED3
HEX0
HEX1
HEX2
HEX3 PERI
deco0
deco1
deco2
deco3
moji_deco_top
peripheral_moji（配付ﾓｼﾞｭｰﾙ）
今回設計する部分
CLK
STOP
RESET
LED0
LED1
LED2
LED3
HEX0
HEX1
HEX2
HEX3
moji_deco_DE0
clk LED0(7..0) I3: moji_deco_top
stop reset
LED1(7..0) LED2(7..0) LED3(7..0) clk
I1: chattering SW_in SW_out
clk
I2: chattering SW_in SW_out
chat_STP
chat_RST
『名前表示』の実機用モジュール構成
-
図4-24 実機評価用最上位回路： moji_deco_DE0 --
入力信号の雑音を削除 ⇒ チャタリング防止回路の挿入-
表示周期を1秒（=１Hz）に変更⇒ moji_deco_top内のperipheral_mojiの一部を変更
『名前表示』のシミュレーション
１．シミュレーション用回路の設計
１）図4-5に従って、
conversion_ascii, decoder_7seg, moji_deco_top を設計する
２）peripheral_mojiは、シミュレーション用にカスタマイズする（されている）
・シミュレーションでは、雑音等は削除してよい ・シミュレーションの効率化を図る
⇒
出力：deco0/1/2/3を1MHz（=1us）周期に設定３）テストベンチを記述して、シミュレーションを実行する
２．シミュレーション後の確認内容
１）decoのカウント数に従って、所望の文字列が発生されているか？
２）カウント数が、asciiコードに正しく変換されているか？
３）7segLEDの信号が正しく生成されているか？
４）resetが正しく動作しているか？
５）stop信号が正しく動作しているか？
--Testbench for module: moji_deco_top library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
use IEEE.std_logic_unsigned.all;
entity moji_deco_top_tb is end moji_deco_top_tb;
architecture SIM of moji_deco_top_tb is component moji_deco_top
port( CLK, STOP, RESET: in std_logic;
LED0 : out std_logic_vector (7 downto 0);
LED1 : out std_logic_vector (7 downto 0);
LED2 : out std_logic_vector (7 downto 0);
LED3 : out std_logic_vector (7 downto 0));
end component;
signal CLK: std_logic := '0' ;
signal STOP, RESET: std_logic := '1' ;
signal LED0, LED1: std_logic_vector (7 downto 0);
signal LED2, LED3: std_logic_vector (7 downto 0);
constant STEP: time := 20 ns ;
begin
U0: moji_deco_top port map
(clk, reset, stop, LED0, LED1, LED2, LED3 );
process begin
clk <= '0'; wait for STEP/2;
clk <= '1'; wait for STEP/2;
end process;
process begin
wait for 10.3 us ; RESET <= '0';
wait for 4.5 us ; RESET <= '1';
wait for 30.7 us ; STOP <= '0';
wait for 2.0 us ; STOP <= '1';
wait for 8.2 us ; STOP <= '0';
wait for 3.8 us ; STOP <= '1';
wait for 20.5 us ;
assert false severity failure;
end process;
end SIM;
configuration cfg_moji_deco_top_tb of
moji_deco_top_tb is for SIM
end for;
end cfg_moji_deco_top_tb;
『名前表示』のテストベンチ記述例
clk生成
RESET/
STOP生成
U0: moji_deco_top
-
シミュレーション用回路『名前表示』のシミュレーション結果（１）
－ 全体表示 －
『名前表示』のシミュレーション結果（２）
－ リセット付近 － （asciiｺｰﾄﾞは、表4-2参照）
『名前表示』のシミュレーション結果（３）
－ ストップ付近 －
４．課題３： 『１分時計』
－ 第3/4日目 －
[実現機能] 1/100秒まで表示する1分時計を作る。60秒でトグルする。
（表示例）
１２．３４[秒桁に、ドットを表示する］
［ボタン仕様］
Button0（reset）：
初期状態に戻る（00.00秒表示に戻る）［LED表示］
HEX0
： 1/100秒HEX1
： １/10秒HEX2
： 1秒 ← “ドット”を表示させるHEX3
： 10秒［モジュール構成］
- one_min_clock_top： 1分時計の最上位回路
- Div_10ms： 50MHz(20ns)→100Hz（10ms）への分周回路。
- chattering：
チャタリング防止回路（既設計。手法１、2どちらでも可）- CNT10：
カウントアップ機能付き10進カウンタ- CNT06： 6進カウンタ
（カウントアップ機能は無し）- BCD_7segLED： BCDコードを7segLED信号にデコード
『１分時計』の開発仕様
実習の進め方
【第3/4日目】 シミュレーションは、サブ回路で実行する。
実機用回路を設計して、動作を確認する。
［ Modelsim ］
（ﾃｷｽﾄ： 142 ～ 146頁）①
新規プロジェクト（one_min_clock）を作成する② Div_10ms： Sim用に、分周は、10usで設計する
CNT10 ：
カウントアップ機能付き１０進カウンター を設計する③ Parts ：
サブ回路のトップモジュールを設計する④
テストベンチでシミュレーションを実行し、機能確認する［QuartusⅡ］
（ﾃｷｽﾄ： 146 ～ 1148頁）⑤
新規プロジェクト（ one_min_clock ）を作成する⑥
実機用回路（図5-8）を設計する ⇐ 分周は、10msにする⇒
コンパイルで設計データをエラーフリーにする⑦
端子割り当て後、コンパイルして実行モジュールを作成する⑧
実機で動作を確認する『1分時計』のトップ回路図
［入力］
－ CLK： 50Mhz（20ns）
－ 非同期reset
［出力］
1 ２． ３ ４
1/100単位 ドットを付ける
60秒で繰り返す
ドット表示