FSM – Susana Canel. Curso de VHDL

Lección 14.V100. Testbench del contador en secuencia arbitraria. Simulación. Generación de reset.

En este video explico el testbench del contador en secuencia arbitraria. Realizo la simulación con el STKWave y con el ModelSim. Genero un segundo pulso de reset y muestro un posible error y cómo se detecta.

Si te parece útil la explicación no te olvides de darle un clic a “me gusta” ¡Gracias! Para contactarme y solicitarme los manuales del Quartus II que escribí en español en lenguaje amigable (no son una traducción) y también los archivos de las descripciones y testbenchs en formato texto para que los puedas probar, entrá en http://susycursos.com/contactame/.

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.V97. Problemas cuando la entrada es asincrónica. Máquina Mealy. Detector de secuencia 1011.

Te muestro un testbench que genera entradas de bits no sincronizadas con el reloj de manera de poder constatar el mal funcionamiento del detector de secuencia con salida tipo Mealy cuando no se cumple la hipótesis de diseño (la entrada debía ser sincrónica). Luego simulo usando el GTKWave por línea de comando. Allí vemos que el estado próximo es el correcto ya que lo genera el proceso combinacional, que es asincrónico, pero el proceso secuencial sincrónico no actualiza el estado hasta no recibir un flanco ascendente de la señal de reloj, de manera que no hay coordinación entre los procesos. La salida se activó con un ‘1’ solamente en la última secuencia exitosa, no detectó las anteriores, fallando en los bits 8, 12, 21 y 33.

Lección 14. V96. Testbench, detector de secuencia, con solapamiento, salida Moore. GTKWave por línea de comando.

En este video te explico cómo hacer un testbench para el detector de secuencia con salida Moore, con solapamiento. Compilo y simulo por línea de comando (git bash). Genero la entrada sincronizada con el reloj, dentro del ciclo “for” y después de un flanco creciente del reloj. Defino una constante std_logic_vector para generar una cadena de bits correspondientes a los sucesivos bits de la entrada. Y otra para las salidas esperadas. Uso un ciclo for-loop. Uso los atributos ‘range e ‘image. Analizo las formas de ondas que muestra el GTKWave. Vemos las señales del port y los estados.

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.V94. Testbench, detector de secuencia, sin solapamiento, salida Moore. GTKWave por línea de comando.

En este video te explico cómo hacer un testbench para el detector de secuencia con salida Moore, sin solapamiento. Compilo y simulo por línea de comando (git bash). Defino una constante std_logic_vector para generar una cadena de bits correspondientes a los sucesivos bits de la entrada. Y otra para las salidas esperadas. Uso un ciclo for-loop. Uso los atributos ‘range e ‘image. Analizo las formas de ondas que muestra el GTKWave. Vemos las señales del port y los estados.

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. V92. Testbench, detector de secuencia, solapamiento, salida Mealy. ModelSim por línea de comando.

En este video te explico cómo hacer un testbench para el detector de secuencia con salida Mealy, con solapamiento. Compilo y simulo usando el ModelSim por línea de comando (git bash). Para simular uso opciones que permiten ver los ports de la entidad y las señales de la descripción, en este caso son los estados (actual y prox), de tipo enumerados. Defino una constante std_logic_vector para generar una cadena de bits correspondientes a los sucesivos bits de la entrada. Y otra para las salidas esperadas. Uso un ciclo for-loop. Uso los atributos ‘range e ‘image. Analizo las formas de ondas que muestra el ModelSim. Vemos las señales del port y los estados.

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.V90. Testbench, detector de secuencia, salida Mealy. Simulación con gtkwave, vista estados

Te explico el testbench para el detector de secuencia con salida Mealy, sin solapamiento. Simulo con el gtkwave, genero un archivo de extensión .ghw, para ver, no solamente los ports de la entidad sino también las señales de la descripción, en este caso son los estados (actual y prox), de tipo enumerados. Defino una constante std_logic_vector para generar una cadena de bits correspondientes a los sucesivos bits de la entrada. Y otra para las salidas esperadas. Uso un ciclo for-loop. Uso los atributos ‘range e ‘image. Desde la línea de comando del git bash compilo y corro el testbench usando ghdl. Genero un archivo de extensión .ghw con el cual abro el gtkwave. Explico la simulación. Vemos las señales del port y los estados.