cpu/src/rs232_rx_arc.vhd

   1 ---------------------------------------------------------------------------------
   2 -- Filename : rs232_rx_arc.vhd
   3 -- ==========
   4 --
   5 -- Beschreibung : Empfang von Daten ueber die RS232 Schnittstelle
   6 -- ==============
   7 --
   8 -- Autoren : Martin Perner, Schwarz Manfred
   9 -- =========
  10 ----------------------------------------------------------------------------------
  11
  12 library IEEE;
  13 use IEEE.std_logic_1164.all;
  14 use IEEE.numeric_std.all;
  15
  16 use work.extension_uart_pkg.all;
  17
  18 use work.common_pkg.all;
  19 use work.core_pkg.all;
  20
  21 architecture beh of rs232_rx is
  22         -- definierern der intern verwendeten Signale
  23         type STATE_TYPE is (IDLE, READ_START, READ_BIT, READ_STOP, POST_STOP);
  24         signal state, state_next : STATE_TYPE;
  25         signal bus_rx_last, bus_rx_int, new_rx_data_nxt : std_logic := '0';
  26         signal cnt, cnt_next : integer := 0;
  27         signal baud_cnt, baud_cnt_next : std_logic_vector(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 0);
  28         signal rx_data_int, rx_data_nxt, rx_data_res_int, rx_data_res_nxt : uart_data;
  29
  30 begin
  31         -- syncronisierungs Prozess
  32         rs232_rx_syn : process(sys_clk, sys_res_n)
  33         begin
  34                 if (sys_res_n = RESET_VALUE) then
  35                         -- reset Zustand
  36                         state <= IDLE;
  37                         cnt <= 0;
  38                         rx_data_res_int <= x"00";
  39                         baud_cnt <= (others => '0');
  40
  41                 elsif rising_edge(sys_clk) then
  42                         -- sync Zustand, uebernehmen der next-Signale
  43                         state <= state_next;
  44                         cnt <= cnt_next;
  45                         baud_cnt <= baud_cnt_next;
  46                         bus_rx_int <= bus_rx_last;
  47                         rx_data_int <= rx_data_nxt;
  48                         rx_data_res_int <= rx_data_res_nxt;
  49                         new_rx_data <= new_rx_data_nxt;
  50
  51                 end if;
  52         end process;
  53
  54         -- setzen des Ausgangsignals, Rxt-Daten
  55         rx_data <= rx_data_res_int;
  56
  57         -- Zustandsmaschienen Prozess
  58         rs232_states : process(sys_clk,state,cnt, bus_rx, bus_rx_last, baud_cnt,bus_rx_int,bd_rate)
  59         begin
  60                 state_next <= state;    -- mal schauen ob des so geht
  61                 bus_rx_last <= bus_rx; -- mal schauen ob des so geht
  62                 case state is
  63                         when IDLE =>
  64                                 -- nach einem Wechsel der rxt-Leitung von 1 auf 0 wird der einlese Vorgang
  65                                 -- getriggert mithilfe eines Zustandsuebergangs von IDLE auf READ_START
  66                                 if (bus_rx_last = '0' and bus_rx_int = '1') then
  67                                         state_next <= READ_START;
  68                                 end if;
  69                         when READ_START =>
  70                                 -- im READ_START Zustand wird eine halbe Bitzeit gewartet. Liegt auf der rxt-Leitung
  71                                 -- immer noch die 0 an so wird mit deim Lesebvorgang mit einem Zustandswechsel von
  72                                 -- READ_START nach READ_BIT vorgefahren, wenn eine 1 anliegt wird abgebrochen und
  73                                 -- wieder nach IDLE gewechselt
  74
  75                                 if (bus_rx = '0' and baud_cnt(BAUD_RATE_WIDTH-2 downto 0) = bd_rate(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 1)) then
  76                                         state_next <= READ_BIT;
  77                                 elsif (bus_rx = '1' and baud_cnt(BAUD_RATE_WIDTH-2 downto 0) = bd_rate(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 1)) then
  78                                         state_next <= IDLE;
  79                                 end if;
  80                         when READ_BIT =>
  81                                 -- hier werden mit Hilfe eines Countersignals 8 Datenbits im Abstand der eingestellten
  82                                 -- Bitzeit eingelesen und gespeichert.
  83                                 -- Nach beendigung wird in den Zustand READ_STOP gewechselt.
  84                                 if (cnt = 7 and  baud_cnt = bd_rate) then
  85                                         state_next <= READ_STOP;
  86                                 else
  87                                         state_next <= READ_BIT;
  88                                 end if;
  89                         when READ_STOP =>
  90                                 -- hier wird nur noch auf das Stopbit abgewartet und gelesen um den
  91                                 -- Lesevorgang koerrekt zu beenden
  92                                 if baud_cnt = bd_rate and bus_rx = '1' then
  93                                         state_next <= POST_STOP;
  94                                 elsif baud_cnt = bd_rate and bus_rx = '0' then
  95                                         state_next <= IDLE;
  96                                 end if;
  97                         when POST_STOP =>
  98                                 -- hier wird nur noch eine halbe Bitzeit gewartet
  99                                 if baud_cnt(BAUD_RATE_WIDTH-2 downto 0) = bd_rate(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 1) then
 100                                         state_next <= IDLE;
 101                                 end if;
 102                 end case;
 103         end process;
 104
 105         -- Ausgabe Logik
 106         rs232_rx_baud : process(state, cnt, bus_rx, baud_cnt, rx_data_int, rx_data_res_int, bd_rate)
 107         begin
 108                 -- Signale halten um Latches zu vermeiden
 109                 cnt_next <= cnt;
 110                 new_rx_data_nxt <= '0';
 111                 baud_cnt_next <= baud_cnt;
 112                 rx_data_nxt <= rx_data_int;
 113                 rx_data_res_nxt <= rx_data_res_int;
 114                 -- Statewechesel wie obenbeschrieben
 115                 case state is
 116                         when IDLE =>
 117                                 baud_cnt_next <= (others =>'0'); --0;
 118                         when READ_START =>
 119                                 -- baut_cnt zyklenweise erhoehen bis es einer halben Bitzeit entspricht
 120                                 -- anschliessend zuruecksetzten
 121                                 baud_cnt_next <= std_logic_vector(unsigned(baud_cnt) + 1);
 122                                 if baud_cnt(BAUD_RATE_WIDTH-2 downto 0) = bd_rate(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 1) then
 123                                         baud_cnt_next <= (others => '0');
 124                                         rx_data_nxt <= x"00";
 125                                 end if;
 126                         when READ_BIT =>
 127                                 -- baut_cnt zyklenweise erhoehen bis es einer Bitzeit entspricht
 128                                 -- anschliessend zuruecksetzen
 129                                 -- Zustand der rxt-Leitung im rx_data_nxt abspeichern
 130                                 baud_cnt_next <= std_logic_vector(unsigned(baud_cnt) + 1);
 131                                 if baud_cnt = bd_rate then
 132                                         baud_cnt_next <= (others => '0');
 133                                         cnt_next <= cnt+1;
 134                                         rx_data_nxt(cnt) <= bus_rx;
 135                                 end if;
 136                         when READ_STOP =>
 137                                 -- baut_cnt zyklenweise erhoehen bis es einer Bitzeit entspricht
 138                                 -- anschliessend zuruecksetzen
 139                                 -- Counter reseten
 140                                 -- Signal fuer neue rx-Daten setzen um die send_logic zu aktivieren
 141                                 cnt_next <= 0;
 142                                 baud_cnt_next <= std_logic_vector(unsigned(baud_cnt) + 1);
 143                                 if baud_cnt = bd_rate then
 144                                         baud_cnt_next <= (others => '0');
 145                                 end if;
 146                         when POST_STOP =>
 147                                 --halbe bitzeit wartenr auf counter warten
 148                                 baud_cnt_next <= baud_cnt + 1;
 149                                 if baud_cnt(BAUD_RATE_WIDTH-2 downto 0) = bd_rate(BAUD_RATE_WIDTH-1 downto 1) then
 150                                         new_rx_data_nxt <= '1';
 151                                         rx_data_res_nxt <= rx_data_int;
 152                                         baud_cnt_next <= (others => '0');
 153                                 end if;
 154                 end case;
 155         end process;
 156
 157 end architecture beh;
 158