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Ti trovi qui: DidaWiki » Corso di Laurea in Informatica » Architettura degli Elaboratori 2020-2021 » Reti Combinatorie in Verilog
informatica:ae:reti_combinatorie

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informatica:ae:reti_combinatorie [18/10/2013 alle 06:16 (12 anni fa)] – [Espressione dell'algebra booleana] Marco Daneluttoinformatica:ae:reti_combinatorie [18/10/2013 alle 08:26 (12 anni fa)] (versione attuale) – [Test di una rete combinatoria] Marco Danelutto
Linea 12: Linea 12:
 <code> <code>
    primitive nomedelmodulodadefinire(listadeiparametriinuscitaeiningresso);    primitive nomedelmodulodadefinire(listadeiparametriinuscitaeiningresso);
-   end primitive+   endprimitive
 </code>  </code> 
 Il nome del modulo è una stringa qualunque. La lista dei parametri dichiara un parametro come Il nome del modulo è una stringa qualunque. La lista dei parametri dichiara un parametro come
Linea 25: Linea 25:
 primitive commutatoreADueVie32(output z, input x, input y, input alpha);  primitive commutatoreADueVie32(output z, input x, input y, input alpha); 
    ...    ...
-end primitive+endprimitive
 </code> </code>
 +
 +
 +Per prassi, i parametri di output si indicano prima di quelli di input. 
  
 === Corpo del modulo === === Corpo del modulo ===
  
-Si definisce una tabella di verità di n variabili di ingresso e una variabile di uscita elencando righe di n valori delle variabili separate da spazi seguite dai due punti, dal valore corrispondente della variabile di uscita e dal punto e virgola fra le parole chiave "table" e "end table". Ad esempio: +Si definisce una tabella di verità di n variabili di ingresso e una variabile di uscita elencando righe di n valori delle variabili separate da spazi seguite dai due punti, dal valore corrispondente della variabile di uscita e dal punto e virgola fra le parole chiave "table" e "endtable". Ad esempio: 
 <code> <code>
 table table
Linea 37: Linea 40:
   1 0 : 1 ;    1 0 : 1 ; 
   1 1 : 1 ;   1 1 : 1 ;
-end table+endtable
 </code> </code>
 definisce l'OR di due variabili da un bit.  definisce l'OR di due variabili da un bit. 
  
 +Valori "don't care" nella tabella di verità possono essere indicati con il punto interrogativo. 
 +
 +Ad esempio: 
 +<code>
 +primitive k(output z, input alpha, input x, input y); 
 +  table
 +    0 1 ? : 1;
 +    0 0 ? : 0;
 +    1 ? 1 : 1; 
 +    1 ? 0 : 0; 
 +  endtable
 +endprimitive
 +</code>
 +definisce il commutatore a due vie da un bit. 
      
        
Linea 47: Linea 64:
 === Intestazione del modulo === === Intestazione del modulo ===
    
-Si definisce un modulo di tipo "primitive", ovvero un modulo racchiuso fra le due righe+Si definisce un modulo di tipo "module", ovvero un modulo racchiuso fra le due righe
 <code> <code>
-   primitive nomedelmodulodadefinire(listadeiparametriinuscitaeiningresso); +   module nomedelmodulodadefinire(listadeiparametriinuscitaeiningresso); 
-   end primitive+   endmodule
 </code>  </code> 
 Il nome del modulo è una stringa qualunque. La lista dei parametri dichiara un parametro come Il nome del modulo è una stringa qualunque. La lista dei parametri dichiara un parametro come
 <code> <code>
-   [input|output] nomeparametro["["dimensioniInBit"]"]+   [input|output] ["["dimensioniInBit"]"]nomeparametro
 </code>    </code>   
 dove le dimensioni in bit vengono date con un'espressione che comprende l'indice del bit più significativo, seguito dai due punti, seguito dall'indice del bit meno significativo. Ad esempio dove le dimensioni in bit vengono date con un'espressione che comprende l'indice del bit più significativo, seguito dai due punti, seguito dall'indice del bit meno significativo. Ad esempio
 <code> <code>
-   input alpha[1:0]+   input [1:0]alpha
 </code>    </code>   
 indica una variabile in ingresso da due bit, il cui bit più significativo è  indica una variabile in ingresso da due bit, il cui bit più significativo è 
Linea 69: Linea 86:
 </code>    </code>   
  
-Un modulo primitive può definire un tabella di verità che produce un solo bit in uscita. Per ogni bit di una funzione che produce un'uscita a più bit va definito un modulo primitive diverso.  +Esempio di definizione di un modulo commutatore a due vie con ingressi da 2 bit: 
- +
-Esempio di definizione di un modulo commutatore a due vie con ingressi da 32 bit: +
 <code> <code>
-primitive commutatoreADueVie32(output z[31:0], input x[31:0], input y[31:0], input alpha); +module commutatoreADueVie2bit(output [1:0]z, input [1:0]x, input [1:0]y, input alpha); 
    ...    ...
-end primitive+endmodule
 </code> </code>
  
 +Il corpo del modulo può contenere una o più istruzioni di "assign" 
 +<code>
 +assign nomeVar = espressioneBooleana; 
 +</code>
 +dove il nome della variabile da assegnare denota un valore di un bit e l'espressione booleana usa i simboli "&" per l'and "+" per l'or e "~" per il not. 
 +
 +Dunque il commutatore di cui abbiamo dato l'intestazione può essere completato come segue: 
 +<code>
 +module commutatoreADueVie2bit(output [1:0]z, input [1:0]x, input [1:0]y, input alpha); 
        
-Esempio di definizione di un modulo commutatore a due vie con ingressi da 32 bit: +   assign z[1] = ((~alpha) & x[1]) + (alpha & y[1]); 
 +   assign z[0] = ((~alpha) & x[0]) + (alpha & y[0]); 
 +    
 +endmodule 
 +</code> 
 +    
 +Lo statement "assign" è detto //assegnamento continuo// e il significato è (informalmente) //fai in modo che la variabile assegnata valga in continuazione quanto vale l'espressione. Se le variabili dell'espressione cambiano, il valore della variabile deve cambiare di conseguenza immediatamente//. 
 +    
 +==== Utilizzo di un modulo rete combinatoria ==== 
 + 
 +Un modulo, definito come "primitive" o "module" può essere utilizzato dichiarandone un'istanza, ovvero nominandone il nome utilizzato per la definizione, dando un nome all'istanza del modulo e passando una lista di parametri attuali: 
 <code> <code>
-primitive commutatoreADueVie32(output z[31:0], input x[31:0], input y[31:0], input alpha);  +   commutatoreADueVie2bit   K1(z1,xx,yy, a); 
-   ... +
-end primitive+
 </code> </code>
 +definisce un'istanza del modulo "commutatoreADueVie2bit" che si chiama "K1" e che associa al parametro formale in uscita "z" il parametro attuale "z1", al formale "x" l'attuale "xx", etc. 
 +
 +==== Test di una rete combinatoria ====
 +
 +=== Definizione del programma di test ===
 +Definiamo un modulo senza parametri, che costituirà il "main" della nostra simulazione. 
 +All'interno del modulo
 +  * dichiariamo tante variabili di tipo "wire" quante sono le uscite del modulo che si vuole testare. Una variabile di questo tipo rappresenta un "filo" del nostro circuito. Se ne può vedere il valore ma non gli si può assegare il valore. Il valore sarà asseganto indicando il wire in corrispondenza di una delle variabili di uscita del modulo. Le variabili wire possono avere una dimensione in bit, indicata con la solita notazione //[indiceBitPiàSignificativo:indiceBitMenoSignificativo]// (Parte I nel listato che segue)
 +  * dichiariamo tanti variabili di tipo "reg" (registro) quanti sono gli input del modulo da testare. Queste serviranno ad istanziare i parametri di ingresso del modulo. Una variabile di tipo registro può essere assegnata con un valore anche più volte, come una normale variabile dei linguaggi di programmazione (Parte II nel listato che segue)
 +  * dichiariamo un'istanza del modulo da testare, utilizzando i wire per i parametri attuali in uscita e i reg per i parametri attuali in ingresso al modulo (Parte III del listato che segue
 +  * dichiariamo il corpo del programma che testerà il nostro modulo, indicandolo fre le parole chiave "begin" ed "end" immediatemente dopo la parola chiave "initial" (Parte IV del listato che segue). All'interno del corpo del nostro programma di prova: 
 +    * diamo delle direttive che indicano dove deve essere salvato il risultato della simulazione del nostro modulo (cioè l'output del nostro modulo "main"). Questo avviene utilizzando le direttive <code>$dumpfile("nomeFile.vcd"); $dumpvars;</code> (Parte V del listato che segue)
 +    * assegnamo valori alle variabili di ingresso (reg) utilizzando statement tipo <code> in = 1; alpha=0;</code> (Parte VI nel listato che segue)
 +    * eventualmente assegnamo altri valori alle varibili con uno statement <code> #10 in=0</code> il cui significato è //attendi 10 unità del tempo di simulazione e poi assegna a in il valore 0// (Parte VII nel listato che segue)
 +    * dichiariamo la fine della simulazione con la direttiva <code>$finish</code> (Parte VIII nel listato che segue)
 +
 +=== Listato del programma di prova ===
 +
 +<code>
 +module prova_commutatoreDueVie2bit(); 
 +
 +
 +  wire [1:0]zz;                             // Parte I
 +  
 +  reg a;             // Parte II
 +  reg [1:0]x1;
 +  reg [1:0]x2;
 +  
 +  commutatoreADueVie2bit K1(zz,x1,x2,a);    // Parte III
 +  
 +  initial                                   // Parte IV
 +     begin
 +     
 +       $dumpfile("prova_comm.vcd");         // Parte V
 +       $dumpvars;
 +     
 +     
 +       x1 = 2'b00;                          // Parte VI
 +       x2 = 2'b11;                          // 2'bxx indica un numero binario (per via del b) di due cifre 
 +                                            // per via del 2' con valore xx 
 +                                            // 2'hff denoterebbe 255 in decimale (due cifre esadecimali (h))
 +                                            
 +       a = 0;                               // 0 è inteso come decimale
 +       
 +       #5 a = 1;                            // PArte VII
 +       
 +       #10 x2 = 2'b10; 
 +       
 +       #10 $finish;                         // Parte VIII
 +     end
 +    
 +endmodule
 +</code>
 +
 +=== Compilazione ===
 +
 +Si compila il programma di test insieme a tutti i file che contengono i moduli instanziati nel test con il comando <code> iverilog main.vl modulo1.vl ... modulon.vl -o testmain</code>
 + 
 +
 +=== Run del test ===
 +Si fa girare la simulazione del test eseguendo il programma compilato al passo precedente
 +<code> ./testmain</code>
 +
 +=== Visualizzazione dei risultati ===
 +Si visualizzano i risultati invocando gtkwave sul file indicato nella dumpfile
 +<code>gtkwave prova_comm.vcd</code>
 +
 +In particolare, dopo l'apertura dell'iterfaccia grafica di gtkwave occorre cliccare sul nome del modulo nel box in alto a sinistra (//prova_commutatoreDueVie2bit// nel nostro caso) dopo di che nel box sotto a sinistra appariranno i nomi delle variabili che possiamo selezionare e con il bottone "append" inserire nel box di destra dove ne verrà visualizzato il valore col passare del tempo di simulazione.
 +
 +{{:informatica:ae:gtk_k.png?800|}}
 +
informatica/ae/reti_combinatorie.1382076981.txt.gz · Ultima modifica: 18/10/2013 alle 06:16 (12 anni fa) da Marco Danelutto
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