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1、FPGA双向电路设计在工程应用中,双向电路是设计者不得不面对的问题.在实际应用中,数据总线往往是双向的.如何正确处理数据总线是进行时序逻辑电路设计的基础.在程序设计过程中,关键技术在于:实体部分必须对端口属性进行申明,端口属性必须为Inout类型,在构造体需要对输出信号进行有条件的高阻控制.在双向电路的处理问题上,常用的处理方式有两种,在介绍双向电路的处理方式之前,先看看双向电路的基本格式: ENTITYBidir_pinIS ( Bidir:INOUTStd_logic; Oe,Clk,From_core:INStd_logic; T
2、o_core:OUTStd_logic; …… ENDBidir_pin; ARCHITECTUREBehaviorOFBidir_pinIS BEGIN Bidir<=From_coreWHENOe=‘1’ELSE“ZZZZ”; To_core<=Bidir; _ _ _ ENDBehavior; 该程序揭示了双向电路的处理技巧,首先在实体部分Bidir属于双向信号,在端口定义时,端口属性为Inout类型,即把Bidir信号作为输入三态输出.语句“Bidir<=From_coreWHENOe=‘1’ELSE“ZZZZ”;”
3、表示Bidir信号三态输出,语句”To_core<=Bidir;”把Bidir信号作为输入信号. 由此可见,双向电路在程序设计中,Didir输入当着普通的In类型,而在输出时,需要加一定的控制条件,三态输出.问题的关键在于:如何确定这个条件? 1)双向信号作一个信号的输入,作另一信号的输出 ENTITYBidirIS PORT( Bidir:INOUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); Oe,Clk:INSTD_LOGIC; From_core:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); To_
4、core:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0) ); ENDBidir; ARCHITECTURELogicOFBidirIS SIGNALA:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); SIGNALB:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); BEGIN PROCESS(Clk) BEGIN IFClk=''1''ANDClk''EVENTTHEN A<=From_core; To_core<=B; ENDIF; ENDPROCESS; PROCESS(Oe,Bidir
5、) BEGIN IF(Oe=''0'')THEN Bidir<="ZZZZZZZZ"; B<=Bidir; ELSE Bidir<=A; B<=Bidir; ENDIF; ENDPROCESS; ENDLogic; 这种设计方式叫做寄存双向信号的方法.本设计中Bidir为双向信号,From_core为数据输入端,To_core为数据输出端,Oe为三态输出使能,Clk为读写数据的时钟.在程序设计中,需要定义两个SignalA和B信号.A信号用于输入数据From_core的寄存器,B用于输出数据To_core的寄存器.采用寄存器
6、的方法需要设计两个进程,一个进程把A,B信号在时钟的控制下负责端口的输入信号From_core和端口输出信号To_core的连接,这一步实现了寄存双向的功能.另外一个进程则负责信号A,B和双向口之间的赋值关系.本设计只揭示了简单的双向信号操作方式,即Bidir既可以作为From_core的输出,又可以作为To_core的输入2)双向信号既做输出又做输出 上例是最简单的双向信号应用的特例.在实际的工程中,双向信号既做信号的输入,又做信号的输出,常见的数据总线就是这种操作模式. LibraryIEEE; UseIEEE.STD_LOGIC_11
7、64.All; EntityDir_dataIs Port( Clk:InSTD_LOGIC; Rst:InSTD_LOGIC; Rw:InSTD_LOGIC; Address:InSTD_LOGIC_VECTOR(1Downto0); Data:InoutSTD_LOGIC_VECTOR(7Downto0) ); EndDir_data; ArchitectureArc_dirOfDir_dataIs SignalData_in:STD_LOGIC_VECTOR(7Downto0); SignalData_out:STD
8、_LOGIC_VECTOR(7Downto0); SignalReg_a:STD_LOGIC_VECTOR(7Downto0); S
