video de Technology Map Viewer – Susana Canel. Curso de VHDL

Lección 20.V137. Optimización del hardware de la UART RS-232 a 115200 bps. Simulación y prueba en la plaqueta.

En este video te muestro cómo economizar recursos del hardware hasta llegar a la optimización del circuito sintetizado del receptor de la UART RS-232. La velocidad de la comunicación serie es de 115200 bps. Uso la descripción con un único reloj. Te muestro los informes que emite el compilador del Quartus II para las distintas modificaciones de la descripción y también uso la herramienta Netlist Viewers del Quartus para analizar RTL Viewer y Technology Map Viewer para los distintos casos de optimizaciones. Realizo la simulación con el GTKWave. Luego pruebo el correcto funcionamiento usando la plaqueta de Altera DE1, conectada a la computadora a través de la línea RS-232.

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V104. Instalación Quartus II, versión 20.1 para Linux.

En este video te muestro de dónde descargar la versión 20.1 del Quatus II de Intel para Linux. Elegí la opción de archivos individuales porque pesa algunos Gb menos que la completa. Junto con el Quartus descargué el ModelSim, un dispositivo FPGA y otro CPLD. Tanto el Quartus como el ModelSim son de extensión .run. Para instalar el Quartus desde la línea de comandos me encontré con dos problemas, primero, el nombre del archivo estaba encerrado entre comillas, lo tuve que renombrar y segundo, no era ejecutable, ni para el grupo ni para cualquiera (faltaban las correspondientes “x”), lo tuve que hacer ejecutable. Finalmente lo corrí con un diseño para corroborar el correcto funcionamiento.Observaciones: 1. Comprobé que es más sencillo instalarlo y ejecutarlo directamente desde Dolphi, dos clic y listo.2. No necesité agregar ninguna biblioteca probablemente porque ya tenía instalada otra versión del Quartus II y había tenido que agregar manualmente una serie de bibliotecas. Si no es tu caso, tienes que armarte de paciencia e ir buscando en la Web las bibliotecas que faltan, las agregas y finalmente va a funcionar.3. He bajado también la versión completa de 6.4 Gb, que no recomiendo. Esa versión es de extensión .tar. La ventaja es que la instalación resultó mucho más sencilla.4. Si bajas una versión vieja puede ser que funcione en 32 bits, por ejemplo la que yo necesité, la 13.0, y dependiendo de la versión de Linux que tengas, vas a necesitar bajar la arquitectura de 32 bits, porque va a estar corriendo por primera vez en ese Linux un programa de 32 bits. No hay garantía de que no necesites además bajar bibliotecas.

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Lección 15.V102. Sumador serie. Casteo y acondicionamiento de operandos.

En este video describo un sumador serie basado en dos registros de desplazamiento, un sumador completo de 1 bit y un flip-flop tipo D, como muestro en un esquema. Explico cómo generar el flip-flop D y porqué es necesario incluirlo. Explico una solución para realizar la suma de 1 bit cuando los operandos contienen 1 solo bit de un std_logic_vector. Te muestro ejemplos de sumas realizadas de esta manera.

Lección 14.V99. Máquina de estado. Contador que cuenta en una determinada secuencia. Comparación de estilos de descripción.

En este video te explico cómo describir a través de una máquina de estados un contador que cuenta en una determinada secuencia y comparo esta descripción con otra en la cual no usé una máquina de estado. Así vemos cómo varía en forma importante la cantidad de recursos usados en cada caso y también los tiempos de propagación. Estos son dos factores importantes a tener en cuenta cuando se debe elegir un estilo para realizar una descripción.

Lección 14. V95. Máquina de estado Moore, detector de secuencia, con solapamiento.

Te explico una máquinas de estado con salida Moore. Describo un detector de secuencia con solapamiento. Uso la sentencia case para modelizar la máquina de estados. Uso tipo de datos enumerados para definir los estados. Diseño la máquinas de estados usando dos procesos, uno secuencial y otro combinacional. Explico un diagrama de estados y luego lo traduzco a código VHDL. Uso la herramienta Tool del Quartus II, selecciono Netlist Viewer, RTL (para ver las características de la salida tipo Moore), Technology Map Viewer (vemos que el Quartus usa 4 flip-flop para generar 5 estados) y State Machine Viewer (vemos el diagrama de estados, la tabla de transiciones y la codificación).

Lección 14.V93. Máquina de estado Moore, detector de secuencia, sin solapamiento. Case. State Machine.

Te explico una máquinas de estado con salida Moore. Describo un detector de secuencia sin solapamiento. Uso la sentencia case para modelizar la máquina de estados. Uso tipo de datos enumerados para definir los estados. Te explico las diferencias principales de las salidas tipo Mealy y Moore y algunas ventajas de éstas últimas. Diseño la máquinas de estados usando dos procesos, uno secuencial y otro combinacional. Explico un diagrama de estados y luego lo traduzco a código VHDL. Uso la herramienta Tool del Quartus II, selecciono Netlist Viewer, RTL (para ver las características de la salida tipo Moore), Technology Map Viewer (vemos que el Quartus usa 4 flip-flop para generar 4 estados) y State Machine Viewer (vemos el diagrama de estados, la tabla de transiciones y la codificación).

Lección 14. V91. Máquina de estado Mealy, detector de secuencia, solapamiento. Case. State Machine.

Te explico una máquinas de estado con salida Mealy. Describo un detector de secuencia con solapamiento. Uso la sentencia case. Tipo de datos enumerados. Máquinas de estados con dos procesos, uno secuencial y otro combinacional. Te muestro las plantillas del Quartus. Explico un diagrama de estados y luego lo traduzco a código VHDL. Uso la herramienta Tool del Quartus II, Netlist Viewer, RTL (para ver las características de la salida tipo Mealy), Technology Map Viewer (vemos que el Quartus usa 4 flip-flop para generar 4 estados) y State Machine Viewer (vemos el diagrama de estados, la tabla de transiciones y la codificación). Te explico la sentencia “case”. Para hacer la descripción VHDL uso datos enumerados para definir los estados.

Lección 14.V89. Máquinas de estado, Mealy, detector de secuencia. Sentencia case.State Machine Viewer.

Te explico las máquinas de estado con salida Mealy y Moore. Describo un detector de secuencia. Uso la sentencia case. Tipo de datos enumerados. Diferencia entre salida tipo Mealy y tipo Moore. Máquinas de estados con dos procesos, uno secuencial y otro combinacional. Construyo y explico un diagrama de estados y luego lo traduzco a código VHDL. Uso la herramienta Tool del Quartus II, Netlist Viewer, RTL (para ver las características de la salida tipo Mealy), Technology Map Viewer (vemos que el Quartus usa 4 flip-flop para generar 4 estados) y State Machine Viewer (vemos el diagrama de estados, la tabla de transiciones y la codificación). Te explico la sentencia “case” comparándola con la correspondiente sentencia concurrente “when”. Para hacer la descripción VHDL uso datos enumerados para definir los estados.

Lección 13.V86. Descripción de un contador Johnson o Moebius de módulo impar. Hardware generado.

En este video te explico la descripción de un contador Johnson o Moebius de módulo impar. Para lograrlo se debe saltear uno de los estados, por ejemplo, aquel que contiene todos sus bis en ‘1’. Uso Technology Map Viewer de la herramienta Tool para analizar el circuito esquemático del circuito sintetizado.

Lección 13.V83. Contador Johnson o Moebius, módulo par, arranque automático. Hardware generado.

Descripción VHDL de un contador Johnson o Moebius, de módulo par con arranque automático. Uso el Quartus II. Tanto el reset como una determinada condición lo llevan al estado inicial que es el que tiene todos los bits en “0”. El arranque automático asegura que en no más de (N-1) ciclos de reloj el contador entra en secuencia. Vemos el circuito esquemático generado por Technology Map Viewer de la herramienta Tool del Quartus II.