よし、altera DE2 FPGA ボードで使用するキーボード コントローラーを実装しようとしていますが、いくつか問題があります。このコードを quartus シミュレーターで実行しましたが、すべてが実行されるべきだと思うことを実行しているようです。ただし、FPGA にプログラムしようとすると、何も機能しません。私は ps/2 クロックをシミュレートしている方法にターゲットを絞っていますが、システム クロックは実際に実行されているようには見えません。
システム クロックを 50 MHz、20 ns 周期でシミュレートし、ps2clock を 90 ns 周期でシミュレートしました。ps2data をシミュレーション全体でランダムな値に設定すると、正しいビットが 8 ビット スキャン コードにロードされます。問題は、ボードにプログラムされると、ステート マシンが決してアイドル状態を離れないことです。ステート マシンは、データ ビットが 0 のときに ps2 クロックの立ち下がりエッジでアイドル状態を終了する必要がありますが、これは決して起こらないようです。ps2data および ps2clock ピンを正しい入力に接続していますが、問題を特定できないようです。
これをテストする最上位のエンティティは追加しませんでしたが、単純に出力 keyCode を取得して、7seg ディスプレイの 1 つに送信します。これに対する答えはps2clockに関係しているように感じますが、正確にはわかりません。
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity keyboard is
Port ( Clk : in std_logic; --system clock
ps2Clk : in std_logic; --keyboard clock
ps2Data : in std_logic; --keyboard data
reset : in std_logic; --system reset
keyReady : out std_logic;
DoRead : in std_logic; -- when to read
keyCode : out std_logic_vector(7 downto 0);
pFalling : out std_logic; --debugging
pFixedClk : out std_logic_vector(1 downto 0); --debugging
divClock_out : out std_logic; --debugging
clockCount_out : out std_logic_vector(9 downto 0); --debugging
testDiv_out : out std_logic;
bitCount_out : out std_logic_vector(3 downto 0);
shiftIn_out : out std_logic_vector(8 downto 0)); --debugging
end keyboard;
architecture Behavioral of keyboard is
component div_counter is
Port(clk, reset : in std_logic;
Q : out std_logic_vector(9 downto 0));
end component div_counter;
signal shiftIn : std_logic_vector(8 downto 0); -- shifted in data
signal ps2fixedClock : std_logic_vector(1 downto 0); -- 2 bit shift register
signal divClock : std_logic ; -- main clock/512
signal clockCount : std_logic_vector(9 downto 0); -- debugging
signal ps2falling : std_logic ;
signal bitCount : std_logic_vector(3 downto 0);
signal keyReady_sig : std_logic;
type state_type is (idle, shift, ready);
signal state : state_type;
begin
keyReady <= keyReady_sig;
-------------------------------
--- counter to divide the main clock by 512
-------------------------------
counter : div_counter
Port map(clk => Clk,
reset => reset,
Q => clockCount);
clockCount_out <= clockCount;
divided_clock : process (clockCount)
begin
if clockCount = "1000000001" then
divClock <= '1';
else
divClock <= '0';
end if;
end process divided_clock;
testDiv_out <= divClock;
------------------------------------
------ 2 bit shift register to sync clocks
------------------------------------
ps2fixed_Clock : process (reset, divClock)
begin
if reset = '1' then
ps2fixedClock <= "00";
elsif (divClock'event and divClock = '1') then
ps2fixedClock(0) <= ps2fixedClock(1);
ps2fixedClock(1) <= ps2Clk;
end if;
end process ps2fixed_Clock;
pFixedClk <= ps2fixedClock;
-----------------------------------
-------- edge detector
-----------------------------------
process (ps2fixedClock)
begin
if ps2fixedClock = "01" then
ps2falling <= '1';
else
ps2falling <= '0';
end if;
end process;
pFalling <= ps2falling;
bitCount_out <= bitCount;
--------------------------------
------- state machine
--------------------------------
state_machine : process (divClock, reset)
begin
if (reset = '1') then
state <= idle;
bitCount <= "0000";
shiftIn <= (others => '0');
keyCode <= (others => '0');
keyReady_sig <= '0';
elsif (divClock'event AND divClock = '1') then
if DoRead='1' then
keyReady_sig <= '0';
end if;
case state is
when idle =>
bitCount <= "0100";
if ps2falling = '1' and ps2Data = '0' then
state <= shift;
end if;
when shift =>
if bitCount >= 9 then
if ps2falling = '1' then -- stop bit
keyReady_sig <= '1';
keyCode <= shiftIn(7 downto 0);
state <= idle;
end if;
elsif ps2falling='1' then
bitCount <= bitCount + 1;
shiftIn(7 downto 0) <= shiftIn(8 downto 1);
shiftIn(8) <= ps2Data;
end if;
when others =>
state <= idle;
end case;
end if;
end process;
shiftIn_out <= shiftIn;
end Behavioral;