| |
 Нажатие кнопки, Обработка события нажатия кнопки с помощью FPGA |
|
|
|
|
 Apr 7 2015, 07:37
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 167
Регистрация: 24-12-08
Из: Россия
Пользователь №: 42 714
|
Добрый день. Прошу прощения за длинный пост. С ПЛИС работаю не впервые, однако возникла проблема. (причем совершенно неожиданно) Не могу скомпилировать проект. В проект добавил только одну кнопку. Написал тестовую программу. Та же ерунда. Итак: В тестовой программе по нажатию кнопки делаю вкл/выкл светодиод. ФАЙЛЫ: UCFКод Net "Clock" Loc = "C9" | IOStandard = LVCMOS33;
Net "Led_2" Loc = "F8" | IOStandard = LVTTL | Slew = Slow | Drive = 8;
Net "Btn_Down" Loc = "K17" | IOStandard = LVTTL | PullDown; VHDCODE library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
entity MainBlinkingLed is
port (Clock: in std_logic;
Btn_Down: in std_logic;
Led_2: out std_logic);
end MainBlinkingLed;
architecture Behavioral of MainBlinkingLed is
shared variable Led2: bit := '0';
begin
prcBlnkLed2: process(Clock)
begin
if (Btn_Down = '1') then
Led2 := not(Led2);
end if;
end process prcBlnkLed2;
Led_2 <= '1' when Led2 = '0' else '0';
end Behavioral;
Проект не компилируется. Не проходит процесс Place&Route Пишет, что вывод Clock "не нагружен" и ещё вот это: ERROR:Place:1018 - A clock IOB / clock component pair have been found that are not placed at an optimal clock IOB /
clock site pair. The clock component <Btn_Down_BUFGP/BUFG> is placed at site <BUFGMUX_X2Y1>. The IO component
<Btn_Down> is placed at site <IPAD93>. This will not allow the use of the fast path between the IO and the Clock
buffer. If this sub optimal condition is acceptable for this design, you may use the CLOCK_DEDICATED_ROUTE constraint
in the .ucf file to demote this message to a WARNING and allow your design to continue. However, the use of this
override is highly discouraged as it may lead to very poor timing results. It is recommended that this error
condition be corrected in the design. A list of all the COMP.PINs used in this clock placement rule is listed below.
These examples can be used directly in the .ucf file to override this clock rule.
< NET "Btn_Down" CLOCK_DEDICATED_ROUTE = FALSE; >Схема подключения кнопки: подтянута к земле. При нажатии на на вход ПЛИС подается 3.3В (лог '1'). Если в код добавить функцию rising_edge(Clock) перед if-ом, то все компилируется и работает. Но хотелось изначально асинхронный процесс иметь, а тут получается синхронный. На просторах сети таких примеров с асинхронными схемами море: вот например асинхронный сброс триггера. СсылкаCODE library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
entity dff_async_rst is
port (data, clk, reset : in std_logic;
q :out std_logic);
end dff_async_rst;
architecture behav of dff_async_rst is
begin
process (clk, reset) begin
if (reset = '0') then
q <= '0';
elsif (clk'event and clk = '1') then
q <= data;
end if;
end process;
end behav; Что делаю не так? Описание ucf для таких сигналов должно быть иное? Или еще какие глупости делаю?
--------------------
C уважением!
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2015, 07:43
|
я только учусь...
Группа: Модераторы
Сообщений: 3 447
Регистрация: 29-01-07
Из: Украина
Пользователь №: 24 839
|
Цитата(aBoomest @ Apr 7 2015, 10:37)  Добрый день.
Что делаю не так? Описание ucf для таких сигналов должно быть иное? Или еще какие глупости делаю? Лучше импульс от кнопки лучше синхронизировать с Вашей тактовой частотой на ПЛИС. Затем засинхронизированный импульс подавать на светодиод... Про обработку дребезг кнопки я молчу, чтобы не усложнять... Асинхронно: Код Led_2 <= '1' when Btn_Down = '1' else '0';
--------------------
If it doesn't work in simulation, it won't work on the board.
"Ты живешь в своих поступках, а не в теле. Ты — это твои действия, и нет другого тебя" Антуан де Сент-Экзюпери повесть "Маленький принц"
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2015, 07:57
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 397
Регистрация: 21-11-12
Из: Россия г. Санкт-Петербург
Пользователь №: 74 498
|
Цитата(aBoomest @ Apr 7 2015, 10:37) Добрый день. Прошу прощения за длинный пост. С ПЛИС работаю не впервые, однако возникла проблема. (причем совершенно неожиданно) Не могу скомпилировать проект. В проект добавил только одну кнопку. Написал тестовую программу. Та же ерунда. Итак: В тестовой программе по нажатию кнопки делаю вкл/выкл светодиод. ФАЙЛЫ: UCFКод Net "Clock" Loc = "C9" | IOStandard = LVCMOS33;
Net "Led_2" Loc = "F8" | IOStandard = LVTTL | Slew = Slow | Drive = 8;
Net "Btn_Down" Loc = "K17" | IOStandard = LVTTL | PullDown; VHDCODE library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
entity MainBlinkingLed is
port (Clock: in std_logic;
Btn_Down: in std_logic;
Led_2: out std_logic);
end MainBlinkingLed;
architecture Behavioral of MainBlinkingLed is
shared variable Led2: bit := '0';
begin
prcBlnkLed2: process(Clock)
begin
if (Btn_Down = '1') then
Led2 := not(Led2);
end if;
end process prcBlnkLed2;
Led_2 <= '1' when Led2 = '0' else '0';
end Behavioral;
Проект не компилируется. Не проходит процесс Place&Route Пишет, что вывод Clock "не нагружен" и ещё вот это: ERROR:Place:1018 - A clock IOB / clock component pair have been found that are not placed at an optimal clock IOB /
clock site pair. The clock component <Btn_Down_BUFGP/BUFG> is placed at site <BUFGMUX_X2Y1>. The IO component
<Btn_Down> is placed at site <IPAD93>. This will not allow the use of the fast path between the IO and the Clock
buffer. If this sub optimal condition is acceptable for this design, you may use the CLOCK_DEDICATED_ROUTE constraint
in the .ucf file to demote this message to a WARNING and allow your design to continue. However, the use of this
override is highly discouraged as it may lead to very poor timing results. It is recommended that this error
condition be corrected in the design. A list of all the COMP.PINs used in this clock placement rule is listed below.
These examples can be used directly in the .ucf file to override this clock rule.
< NET "Btn_Down" CLOCK_DEDICATED_ROUTE = FALSE; >Схема подключения кнопки: подтянута к земле. При нажатии на на вход ПЛИС подается 3.3В (лог '1'). Если в код добавить функцию rising_edge(Clock) перед if-ом, то все компилируется и работает. Но хотелось изначально асинхронный процесс иметь, а тут получается синхронный. На просторах сети таких примеров с асинхронными схемами море: вот например асинхронный сброс триггера. СсылкаCODE library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
entity dff_async_rst is
port (data, clk, reset : in std_logic;
q :out std_logic);
end dff_async_rst;
architecture behav of dff_async_rst is
begin
process (clk, reset) begin
if (reset = '0') then
q <= '0';
elsif (clk'event and clk = '1') then
q <= data;
end if;
end process;
end behav; Что делаю не так? Описание ucf для таких сигналов должно быть иное? Или еще какие глупости делаю? Проблема и вправду на ровном месте. Расскажу как это делают люди, а там уже сами решайте Вы с нами или наукой заниматься собираетесь. И так! 1. Привязываем подтянутый сигнал от кнопки к своей системной частоте (SYSTEM CLOCK); 2. Выделяем передний и задний фронты (SYSTEM CLOCK). 3. Далее обрабатываем признаки фронтов (передний и задний), а так же длительность между ними на нашей системной частоте. (SYSTEM CLOCK) Это ИМХО самый простой и надежный способ реализации. КСТАТИ, кнопки как правило подтягивают к единице. Считается, что это более помехоустойчивая схема включения. Для чего Вам асинхронный процесс?
--------------------
Победа - это когда N раз упал и N+1 раз встал.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2015, 09:35
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 397
Регистрация: 21-11-12
Из: Россия г. Санкт-Петербург
Пользователь №: 74 498
|
Цитата(Dmitriyspb @ Apr 7 2015, 10:57) Проблема и вправду на ровном месте.
Расскажу как это делают люди, а там уже сами решайте Вы с нами или наукой заниматься собираетесь.
И так!
1. Привязываем подтянутый сигнал от кнопки к своей системной частоте (SYSTEM CLOCK);
2. Выделяем передний и задний фронты (SYSTEM CLOCK).
3. Далее обрабатываем признаки фронтов (передний и задний), а так же длительность между ними на нашей системной частоте. (SYSTEM CLOCK)
Это ИМХО самый простой и надежный способ реализации.
КСТАТИ, кнопки как правило подтягивают к единице. Считается, что это более помехоустойчивая схема включения.
Для чего Вам асинхронный процесс? КСтати у меня где-то валялся блочек антидребезга. могу поделиться если нужно
--------------------
Победа - это когда N раз упал и N+1 раз встал.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2015, 09:48
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 167
Регистрация: 24-12-08
Из: Россия
Пользователь №: 42 714
|
Спасибо всем за ответы. Да, синхронный процесс лучше. Просто очень интересно почему выдает ошибку? Не очень ясно, ибо подобных примеров (асинхронной работы) очень много. А тут раз и не работает. Может кто сталкивался с подобным? Цитата(Maverick @ Apr 7 2015, 10:43) Асинхронно:
Led_2 <= '1' when Btn_Down = '1' else '0'; А если хочется по нажатию сделать, что по сложнее, как быть? to DmitriyspbPS: Да, обычно подтягивают к единице. Просто на тестовой (китовой) плате так сделано. В своих схемах как правило подтягиваю к '1'. И плюс обычно кондёрчик не оч большой. Так сказать аппаратная защита от дребезга. PSPS: Спасибо, было бы интересно посмотреть на блок антидребезга.
Сообщение отредактировал aBoomest - Apr 7 2015, 09:50
--------------------
C уважением!
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2015, 11:02
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 123
Регистрация: 7-04-07
Из: Химки
Пользователь №: 26 847
|
Давайте посмотрим на ваш процесс - Код prcBlnkLed2: process(Clock)
begin
if (Btn_Down = '1') then
Led2 := not(Led2);
end if;
end process prcBlnkLed2; Что мы имеем - у процесса есть Clock в списке чувствительности, но нет никакого упоминания о нем (Clock) внутри тела процесса - синтезатору может стать нехорошо  Далее - строка Led2 := not(Led2);, стоящая под if подразумевает синтез защелки (как минимум), а для этого нужен реальный клок. И синтезатор его нашел - то, что стоит в if, т.е. Btn_down. О чем он вам и сообщил - клоковый вход (Btn_down) подведен на пад, который не может быть источником клока. Схема явно не рабочая.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2015, 10:51
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 167
Регистрация: 24-12-08
Из: Россия
Пользователь №: 42 714
|
Цитата(XVR @ Apr 7 2015, 14:02) стоящая под if подразумевает синтез защелки (как минимум), а для этого нужен реальный клок. И синтезатор его нашел - то, что стоит в if, т.е. Btn_down. О чем он вам и сообщил - клоковый вход (Btn_down) подведен на пад, который не может быть источником клока. Схема явно не рабочая. Эх, супер. Спасибо. Даже не надеялся такой четкий, разложенный по полочкам, ответ получить. Подскажите пожалуйста литературу откуда можно почерпнуть знания подобного рода: " if подразумевает синтез защелки (как минимум), а для этого нужен реальный клок", - про то к синтезу каких схем приводят те или иные конструкции кода. Еще раз спасибо!
--------------------
C уважением!
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2015, 13:52
|
Знающий
Группа: Участник
Сообщений: 527
Регистрация: 4-06-14
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 81 866
|
Цитата про то к синтезу каких схем приводят те или иные конструкции кода ИМХО можно глянуть паттерны производителя в ISE/Quartus/что-то-еще. Там приводятся самые базовые рабочие конструкции, на основе которых можно уже собрать рабочую схему. А дальше эксперимент - делается конструкция - смотрится в rtl viewer, если не получается представить как это разведется в голове.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2015, 17:43
|
я только учусь...
Группа: Модераторы
Сообщений: 3 447
Регистрация: 29-01-07
Из: Украина
Пользователь №: 24 839
|
Цитата(aBoomest @ Apr 7 2015, 12:48) А если хочется по нажатию сделать, что по сложнее, как быть? Общая схема следующая: Делаем синхронизацию для импульса от кнопки Детектируете передний/задний фронт импульса нажатой кнопки (можете дополнительно использовать схемы антидребезга). По импульсу с детектора переднего/заднего фронта импульса нажатой кнопки запускаете процесс (что хотите обработать/вычислить) на обработку/вычисление. Далее по окончании вычислений/обработки выдаете импульс готовности. Импульсу готовности данных увеличиваете длительность "1" или "0" (в зависимости от схемы подключения светодиода) и выводите на светодиод, чтобы глаз увидел свечение светодиода.
--------------------
If it doesn't work in simulation, it won't work on the board.
"Ты живешь в своих поступках, а не в теле. Ты — это твои действия, и нет другого тебя" Антуан де Сент-Экзюпери повесть "Маленький принц"
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2015, 18:21
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 256
Регистрация: 17-02-06
Пользователь №: 14 454
|
Цитата Далее - строка Led2 := not(Led2);, стоящая под if подразумевает синтез защелки (как минимум), а для этого нужен реальный клок. почему оно такое подразумевает если нет clk'event? именно это вроде подразумевает клок... Схема просто не определена полностью, что будет если Btn_Down != '1'? Код if (Btn_Down = '1') then
Led2 := not(Led2);
else
Led2 := 0; и будет обычный элемент "И" на один вход которого подается Btn_Down, и not Led2 на второй его вход. Да схема будет работать как не пойми что, пока нажата кнопка она будет как генератор менять свои значения, и как кнопку отпустят становиться 0. Но если очень надо именно такое, то почему нет? или же схема вида Код if (Btn_Down = '1') then
Led2 := not(Led2);
else
Led2 := Led2; это у нас "исключающее ИЛИ" с одним входом Btn_Down, а на другой подан выход Led2. Да эта схема тоже дрянь, по причине того что пока нажата кнопка оно бешено меняется, а как кнопку отпускает замирает в прошлом состоянии. Но если снова надо, то почему нет? А вот без else поведение схемы полностью не определено, и поскольку от того что на выходе могут быть разные варианты в зависимости от того что должно быть на выходе если кнопка не 1, то синтезатор и обиделся... Понятно что вы скорее всего этого не хотели, и хотели чтобы эта схема 1 раз сменила свое состояние когда нажали кнопку, но для этого надо описать это по другому, как раз чтобы кнопка стала клоком для триггера. И нет никакой проблемы если этот сигнал заведен не на клоковую ногу ПЛИС. Надо просто поклясться синтезатору что вы знаете что делаете, и все будет хорошо.... это как раз < NET "Btn_Down" CLOCK_DEDICATED_ROUTE = FALSE; >. Ну естественно сигналы что виляют на результат надо внести в список чувствительности (это если по верилоговски выражаться, я так понимаю это типа под процесс в скобки их запихать) Вот так мне кажется... П.С. Удивительно что синтезатор тоже понял что вы хотели одной смены состояния леда, и начал городить схему где кнопка - клок, хотя из описания этого явно не следует... может у вас в схеме еще где то есть кнопка'event и это относится к этим местам? Перечитал, более того синтезатор не обижается на схему. Он пишет что вы входной сигнал клока никак не нагрузили, и он просто не знает куда его завести, и что вы клоком кнопку используете, и требует подписки что вы в курсе что она с не клокового контакта и все, ничего более... Но почему он так считает для меня реально загадка... П.С.С. завод клока с не клоковой ноги грозит тем что сначала сигнал потянуть в ПЛИС до клокового дерева, а потом уже будут использовать как клок. А это выльется в то что будет большая задержка между фронтом на ноге и фронтом внутри плис. И это серьезно просадит тайминг, но более это ничем не грозит.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2015, 19:41
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 371
Регистрация: 24-07-05
Из: Москва
Пользователь №: 7 056
|
Добавлю свои пять копеек как давить дребезг. Хоть и на SV, а не на VHDL, но я думаю, алгоритм будет понятен. Кнопка сэмплируется с заданным периодом и по её значению происходит изменение счётчика. Как только счётчик досчитает до максимума или минимума, кнопка считается перешедшей в стабильное состояние. Если счётчик находится в промежуточном состоянии, то подавитель дребезга сохраняет своё предыдущее значение. Итого на выходе схемы имеем отфильтрованный от дребезга сигнал и можем делать с ним всё что захотим. CODE
`timescale 1 ns / 1 ps
module but_filter
#(
parameter FREQ = 30, // MHz
parameter BUT_SAMPLE = 1000 // us
)
(
input clk,
input but_in,
output reg but_out
) ;
localparam DIV = BUT_SAMPLE * FREQ ;
reg [$clog2(DIV)-1:0] divider = 0 ;
reg cout = 1'b0 ;
reg [3:0] but_cnt = 0 ;
wire max ;
wire min ;
reg [1:0] but_clk = 0 ;
initial begin
but_out <= 1'b0 ;
end
always_ff @(posedge clk) begin
if (cout)
{cout, divider} <= DIV - 2'd2 ;
else
{cout, divider} <= divider - 1'b1 ;
end
always_ff @(posedge clk) begin
but_clk <= (but_clk << 1) | but_in ;
if (cout) begin
casex ({min, max, but_clk[1]})
3'bx00: but_cnt <= but_cnt + 1'b1 ;
3'b0x1: but_cnt <= but_cnt - 1'b1 ;
endcase
casex ({min, max})
2'b01: but_out <= 1'b1 ;
2'b10: but_out <= 1'b0 ;
endcase
end
end
assign max = &but_cnt ;
assign min = ~|but_cnt ;
endmodule
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2015, 11:29
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 123
Регистрация: 7-04-07
Из: Химки
Пользователь №: 26 847
|
Цитата(Golikov A. @ Apr 8 2015, 21:21) почему оно такое подразумевает если нет clk'event? именно это вроде подразумевает клок... Подразумевает оно потому, что в if нет ветки else и нет никакого безусловного присваивания в Led2. А это значит, что при некоторых условиях (точнее при Btn_Down не равном '1') Led2 должен сохранить свое состояние, а это элемент со внутренней памятью - либо регистр либо защелка. Т.к. 'event отсутствует, то это защелка. Код Схема просто не определена полностью, что будет если Btn_Down != '1'? Схема вполне себе определена. Если к ней приделать else ветку, то получится другая схема (тоже кривая правда  )
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
