简介一本讲述非软硬片上系统的书,另外还是低级建模的使用手册. 目录[黑金原创教程] FPGA那些事儿<概念篇>:File01 - 结构的玩笑[黑金原创教程] FPGA那些事儿<概念篇>:File02 - 结构化与标准化[黑金原创教程] FPGA那些事儿<概念篇>:File03 - 面向结构[黑金原创教程] FPGA那些事儿<概念篇>:File04 - 细胞的硬型[黑金原创教程] FPGA那些事儿<概念篇>:File05 - 建模之汤[黑金原创教程

前言: 无数昼夜的来回轮替以后,这本<驱动篇I>终于编辑完毕了,笔者真的感动到连鼻涕也流下来.所谓驱动就是认识硬件,还有前期建模.虽然<驱动篇I>的硬件都是我们熟悉的老友记,例如UART,VGA等,但是<驱动篇I>贵就贵在建模技巧的升华,亦即低级建模II. 话说低级建模II,读过<建模篇>的朋友多少也会面熟几分,因为它是低级建模的进化形态.许久以前,笔者就有点燃低级建模II的念头,但是懒惰的性格让笔者别扭许久.某天,老大忽然说道:"让咱们大干一场吧

前言: 无数昼夜的来回轮替以后,这本<驱动篇I>终于编辑完毕了,笔者真的感动到连鼻涕也流下来.所谓驱动就是认识硬件,还有前期建模.虽然<驱动篇I>的硬件都是我们熟悉的老友记,例如UART,VGA等,但是<驱动篇I>贵就贵在建模技巧的升华,亦即低级建模II. 话说低级建模II,读过<建模篇>的朋友多少也会面熟几分,因为它是低级建模的进化形态.许久以前,笔者就有点燃低级建模II的念头,但是懒惰的性格让笔者别扭许久.某天,老大忽然说道:"让咱们大干一场吧

实验二:按键模块① - 消抖 按键消抖实验可谓是经典中的经典,按键消抖实验虽曾在<建模篇>出现过,而且还惹来一堆麻烦.事实上,笔者这是在刁难各位同学,好让对方的惯性思维短路一下,但是惨遭口水攻击 ... 面对它,笔者宛如被甩的男人,对它又爱又恨.不管怎么样,如今 I'll be back,笔者再也不会重复一样的悲剧. 按键消抖说傻不傻说难不难.所谓傻,它因为原理不仅简单(就是延迟几下下而已),而且顺序语言(C语言)也有无数不尽的例子.所谓难,那是因为人们很难从单片机的思维跳出来 ... 此外,

实验七:PS/2模块① — 键盘 实验七依然也是熟烂的PS/2键盘.相较<建模篇>的PS/2键盘实验,实验七实除了实现基本的驱动以外,我们还要深入解PS/2时序,还有PS/2键盘的行为.不过,为了节省珍贵的页数,怒笔者不再重复有关PS/2的基础内容,那些不晓得的读者请复习<建模篇>或者自行谷歌一下. 市场上常见的键盘都是应用第二套扫描码,各种扫描码如图7.2所示.<建模篇>之际,笔者也只是擦边一下PS/2键盘,简单读取单字节通码与断码而已.所谓单字节通码,就是有效的按下

实验十:PS/2模块④ - 普通鼠标 学习PS/2键盘以后,接下来就要学习 PS/2 鼠标.PS/2鼠标相较PS/2键盘,驱动难度稍微高了一点点,因为FPGA(从机)不仅仅是从PS/2鼠标哪里读取数据,FPGA还要往鼠标里写数据 ... 反之,FPGA只要对PS/2键盘读取数据即可.然而,最伤脑筋的地方就在于PS/2传输协议有奇怪的写时序. 图10.1 从机视角,从机读数据. 为了方便理解,余下我们经由从机的视角去观察PS/2的读写时序.图10.1是从机视角的读时序,从机都是皆由 PS2_CLK

实验十八:SDRAM模块① — 单字读写 笔者与SDRAM有段不短的孽缘,它作为冤魂日夜不断纠缠笔者.笔者尝试过许多方法将其退散,不过屡试屡败的笔者,最终心情像橘子一样橙.<整合篇>之际,笔者曾经大战几回儿,不过内容都是点到即止.最近它破蛊而出,日夜不停:“好~痛苦!好~痛苦!”地呻吟着,吓得笔者不敢半夜如厕.疯狂之下,誓要歪它不可 ... 可恶的东西,笔者要它血债血还! 图18.1 数据读取(理想时序左,物理时序右). 首先,让我们来了解一下,什么才是数据读取的最佳状态?如图18.1所示,红

实验一:流水灯模块 对于发展商而言,动土仪式无疑是最重要的任务.为此,流水灯实验作为低级建模II的动土仪式再适合不过了.废话少说,我们还是开始实验吧. 图1.1 实验一建模图. 如图1.1 所示,实验一有名为 led_funcmod的功能模块.如果无视环境信号(时钟信号还有复位信号),该功能模块只有一组输出端,亦即4位LED信号.接下来让我们来看具体内容: led_funcmod.v 1. module led_funcmod 2. ( 3. input CLOCK, RESET, 4. out

实验十一:PS/2模块⑤ — 扩展鼠标 当普通鼠标即三键鼠标再也无法满足需求的时候,扩展鼠标即滚轮鼠标就诞生了,然而实验十一的实验目的就是实现滚轮鼠标的驱动.不过,进入整体之前,先让我们来了解一下鼠标的常用命令. 图11.1 命令F3,设置采样频率. 命令F3也是Set Sample Rate,主要是用来设置采集频率.笔者曾经说过,采集频率就是鼠标采集按键状况还有位置状况的间隔时间,默认下是100次/秒.如图11.1所示,FPGA先发送命令数据8’hF3,事后鼠标会反馈8’hFA以示接收成功,余

实验十二:串口模块① — 发送 串口固然是典型的实验,想必许多同学已经作烂,不过笔者还要循例介绍一下.我们知道串口有发送与接收之分,实验十二的实验目的就是实现串口发送,然而不同的是 ... 笔者会用另一种思路去实现串口发送. 图12.1 PS/2发送时序与串口发送时序. 如图12.1所示,串口发送时序相较PS/2发送时序,串口发送时序就像断了翅膀的小鸟般,没有时钟信号控制整个传输协议.除此之外,串口发送时序与PS/2发送时序近似的地方也非常惊人 ... 默认下,一帧PS/2数据有11位,对此一帧

实验十三:串口模块② - 接收 我们在实验十二实现了串口发送,然而这章实验则要实现串口接收 ... 在此,笔者也会使用其它思路实现串口接收. 图13.1 模块之间的数据传输. 假设我们不考虑波特率,而且一帧数据之间的传输也只是发生在FPGA之间,即两只模块之间互转,并且两块模块都使用相同的时钟频率,结果如图13.1所示.只要成立上述的假设成立,串口传输不过是简单的数据传输活动而已,图中的发送模块经由TXD将一帧11位的数据发送至接收模块. 图13.2 发送与接收一帧数据. 至于两者之间的时序过程

实验十四比起动手笔者更加注重原理,因为实验十四要讨论的东西,不是其它而是低级建模II之一的模块类,即储存模块.接触顺序语言之际,“储存”不禁让人联想到变量或者数组,结果它们好比数据的暂存空间. . int main() . { . int VarA; . char VarB; . VarA = ; . VarB = ; . } 代码14.1 如代码14.1所示,主函数内一共声明两个变量VarA与VarB(第3~4行).VarA是两个字节的整型变量,VarB是一个字节的字符变量,然后VarA赋值2

实验十五:FIFO储存模块(同步) 笔者虽然在实验十四曾解释储存模块,而且也演示奇怪的家伙,但是实验十四只是一场游戏而已.至于实验十五,笔者会稍微严肃一点,手动建立有规格的储存模块,即同步FIFO.那些看过<时序篇>的同学一定对同步FIFO不会觉得陌生吧?因为笔者曾在<时序篇>建立基于移位寄存器的同步FIFO.不过那种同步FIFO只是用来学习的玩具而已.因此,这回笔者可要认真了! 事实告诉笔者,同步FIFO的利用率远胜其它储存模块,几乎所有接口模块都会出现它的身影.早期的时候,笔者

IIC储存器是笔者用来练习精密控时的经典例子.<整合篇>之际,IIC储存器的解释,笔者也自认变态.如今笔者回头望去,笔者也不知道自己当初到底发什么神经,既然将IIC的时序都解释一番.由于开发上板也嵌着IIC储存器(24LC04),笔者还得循例地介绍一下. IIC储存器是应用IIC总线的储存器,时序本身并不是很复杂不过缺有一大堆时序参数,而且官方提供的时序也不利于描述,所以许多时序都必须自行绘制,真是麻烦死人.麻烦归麻烦,笔者终究还要吃饭,为了肚子,再麻烦的事情也要硬着头皮捱过去 ... 这也是

实验三:按键模块② - 点击与长点击 实验二我们学过按键功能模块的基础内容,其中我们知道按键功能模块有如下操作: l 电平变化检测: l 过滤抖动: l 产生有效按键. 实验三我们也会z执行同样的事情,不过却是产生不一样的有效按键: l 按下有效(点击): l 长按下有效(长点击). 图3.1 按下有效,时序示意图. 图3.2 长按下有效,时序示意图. 如图3.1所示,按下有效既是"点击",当按键被按下并且消抖完毕以后,isSClick信号就有被拉高一个时钟(Short Click).

实验四:按键模块③ - 单击与双击 实验三我们创建了"点击"还有"长点击"等有效按键的多功能按键模块.在此,实验四同样也是创建多功能按键模块,不过却有不同的有效按键.实验四的按键功能模块有以下两项有效按键: l 单击(按下有效): l 双击(连续按下两下有效). 图4.1 单击有效按键,时序示意图. 实验四的"单击"基本上与实验三的"点击"一模一样,既按键被按下,经过消抖以后isSClick信号被拉高一个时钟,结果如图4.1所

实验五:按键模块④ - 点击,长点击,双击 实验二至实验四,我们一共完成如下有效按键: l 点击(按下有效) l 点击(释放有效) l 长击(长按下有效) l 双击(连续按下有效) 然而,不管哪个实验都是只有两项"功能"的按键模块而已,如今我们要创建三项"功能"的按键模块,亦即点击(按下有效),长击,还有双击.实验继续之前,让我们先来复习一下各种有效按键. 图5.1 点击(按下有效). 如图5.1所示,所谓点击(按下有效)就是按键按下以后,isSClick信号(Si

实验六:数码管模块 有关数码管的驱动,想必读者已经学烂了 ... 不过,作为学习的新仪式,再烂的东西也要温故知新,不然学习就会不健全.黑金开发板上的数码管资源,由始至终都没有改变过,笔者因此由身怀念.为了点亮多位数码管从而显示数字,一般都会采用动态扫描,然而有关动态扫描的信息请怒笔者不再重复.在此,同样也是动态扫描,但我们却用不同的思路去理解. 图6.1 6位数码管. 如图6.1所示,哪里有一排6位数码管,其中包好8位DIG信号还有6位SEL信号.DIG为digit,即俗称的数码管码,如果数码管

实验八:PS/2模块② — 键盘与组合键 实验七之际,我们学习如何读取PS/2键盘发送过来的通码与断码,不过实验内容也是一键按下然后释放,简单按键行为而已.然而,实验八的实验内容却是学习组合键的按键行为. 不知读者是否有类似的经历?当我们使用键盘的时候,如果5~6按键同时按下,电脑随之便会发出“哔哔”的警报声,键盘立即失效.这是键盘限制设计,不同产品也有不同限制的按键数量.默认下,最大按键数量是5~7个.所谓组合键就是两个以上的按键所产生的有效按键.举例而言,按下按键 <A> 输出“字符a”,

实验九:PS/2模块③ — 键盘与多组合键 笔者曾经说过,通码除了单字节以外,也有双字节通码,而且双字节通码都是 8’hE0开头,别名又是 E0按键.常见的的E0按键有,<↑>,<↓>,<←>,<→>,<HOME>,<PRTSC> 等编辑键.除此之外,一些组合键也是E0按键,例如 <RCtrl> 或者 <RAlt> .所以说,当我们设计组合键的时候,除了考虑“左边”的组合键以外,我们也要考虑“右边”的组合键.&

. int main() . { . int A: . A = : . } 代码17.1 话题为进入之前,首先让我们来聊聊一些题外话.那些学过软核NIOS的朋友可曾记得,软核NIOS可利用片上内存作为储存资源,而且它也能利用SDRAM作为储存资源,然而问题是在这里 ... 如代码17.1所示,笔者先建立变量A,然后变量A赋值16.如果站在高级语言上的角度去思考,无论是建立变量A还是为变量A赋值,我们没有必要去理解变量A利用什么储存资源,然后赋值变量A又是利用怎样的储存功能去实现. 我们只要负责轻