bsp2/Angabe/vga_arc.vhd

   1  -------------------------------------------------------------------------------\r
   2 -- Title      : vga architecture\r
   3 -- Project    : LU Digital Design\r
   4 -------------------------------------------------------------------------------\r
   5 -- File       : vga.vhd\r
   6 -- Author     : Thomas Handl\r
   7 -- Company    : TU Wien\r
   8 -- Created    : 2004-04-07\r
   9 -- Last update: 2006-02-24\r
  10 -------------------------------------------------------------------------------\r
  11 -- Description: arch of top level module, the sub-modules are connected here\r
  12 -------------------------------------------------------------------------------\r
  13 -- Copyright (c) 2004 TU Wien\r
  14 -------------------------------------------------------------------------------\r
  15 -- Revisions  :\r
  16 -- Date        Version  Author  Description\r
  17 -- 2004-04-07  1.0      handl   Created\r
  18 -- 2006-02-24  2.0      ST      revised\r
  19 -------------------------------------------------------------------------------\r
  20 \r
  21 -------------------------------------------------------------------------------\r
  22 -- LIBRARIES\r
  23 -------------------------------------------------------------------------------\r
  24 \r
  25 library IEEE;\r
  26 use IEEE.std_logic_1164.all;\r
  27 use IEEE.std_logic_unsigned.all;\r
  28 use IEEE.std_logic_arith.all;\r
  29 \r
  30 use work.vga_pak.all;      -- include package\r
  31 \r
  32 -------------------------------------------------------------------------------\r
  33 -- ARCHITECTURE\r
  34 -------------------------------------------------------------------------------\r
  35 \r
  36 architecture behav of vga is\r
  37 \r
  38   attribute syn_preserve          : boolean;\r
  39   attribute syn_preserve of behav : architecture is true;\r
  40 \r
  41 \r
  42 -------------------------------------------------------------------------------\r
  43 -- component declarations for the modules\r
  44 -------------------------------------------------------------------------------\r
  45 \r
  46   component vga_driver\r
  47     port (\r
  48       clk                  : in  std_logic;\r
  49       reset                : in  std_logic;\r
  50       column_counter       : out std_logic_vector(COL_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  51       line_counter         : out std_logic_vector(LINE_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  52       h_enable             : out std_logic;\r
  53       v_enable             : out std_logic;\r
  54       hsync                : out std_logic; \r
  55       vsync                : out std_logic;\r
  56       d_hsync_state          : out hsync_state_type;\r
  57       d_vsync_state          : out vsync_state_type;\r
  58       d_hsync_counter        : out std_logic_vector(HSYN_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  59       d_vsync_counter        : out std_logic_vector(VSYN_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  60       d_set_hsync_counter    : out std_logic;\r
  61       d_set_vsync_counter    : out std_logic;\r
  62       d_set_column_counter   : out std_logic;\r
  63       d_set_line_counter     : out std_logic);\r
  64   end component;\r
  65 \r
  66 \r
  67   component vga_control\r
  68     port (\r
  69       clk            : in  std_logic;\r
  70       reset          : in  std_logic;\r
  71       column_counter : in  std_logic_vector(COL_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  72       line_counter   : in  std_logic_vector(LINE_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  73       h_enable       : in  std_logic;\r
  74       v_enable       : in  std_logic;\r
  75       toggle_counter : out std_logic_vector(TOG_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  76       toggle         : out std_logic;\r
  77       r, g, b        : out std_logic\r
  78       );\r
  79   end component;\r
  80 \r
  81 \r
  82   component board_driver\r
  83     port (\r
  84        reset : in  std_logic;\r
  85       seven_seg  : out std_logic_vector(2*SEG_WIDTH-1 downto 0));\r
  86   end component;\r
  87 \r
  88 \r
  89 -- declare signals needed for internal wiring of these components later\r
  90   signal column_counter_sig   : std_logic_vector(COL_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  91   signal line_counter_sig     : std_logic_vector(LINE_CNT_WIDTH-1 downto 0);\r
  92   signal h_enable_sig         : std_logic;\r
  93   signal v_enable_sig         : std_logic;\r
  94   signal r_sig, g_sig, b_sig  : std_logic;\r
  95   signal hsync_sig, vsync_sig : std_logic;\r
  96   \r
  97 -- declare signals needed for prolongation of reset\r
  98   signal   dly_counter       : std_logic_vector(1 downto 0);\r
  99   signal   dly_counter_next  : std_logic_vector(1 downto 0);\r
 100   constant MAX_DLY           : std_logic_vector(1 downto 0) := "11";\r
 101   signal   reset_dly         : std_logic;      --\r
 102   signal   safe_reset        : std_logic;     \r
 103 \r
 104 \r
 105 -------------------------------------------------------------------------------\r
 106 -- prolong duration of reset to prevent glitches  at power-up\r
 107 -------------------------------------------------------------------------------\r
 108 \r
 109 begin\r
 110 \r
 111   DELAY_RESET_syn : process(clk_pin)            -- synchronous capture\r
 112   begin\r
 113     if clk_pin'event and clk_pin = '1' then     -- upon rising clock\r
 114       dly_counter <= dly_counter_next;          -- ... capture new counter value\r
 115     end if;\r
 116   end process;\r
 117 \r
 118   DELAY_RESET_next : process(dly_counter, reset_pin)    -- next state logic\r
 119   begin\r
 120     if reset_pin = RES_ACT then              -- upon reset\r
 121       dly_counter_next <= (others => '0');   -- ...clear dly counter\r
 122     elsif dly_counter < MAX_DLY then         -- if no oflo\r
 123       dly_counter_next <= dly_counter + '1'; -- ...increment dly counter\r
 124     else \r
 125       dly_counter_next <= dly_counter;       -- freeze dly counter when oflo\r
 126     end if;\r
 127   end process;\r
 128   \r
 129   DELAY_RESET_out: process(dly_counter)\r
 130   begin\r
 131     if dly_counter < MAX_DLY then      -- until dly counter reaches maximum\r
 132       reset_dly   <= RES_ACT;          -- ...activate delayed reset signal\r
 133     else                               -- upon counter oflo \r
 134       reset_dly <= not(RES_ACT);       -- ...finally deactivate delayed reset\r
 135     end if;\r
 136   end process;\r
 137 \r
 138 \r
 139 \r
 140   COMBINE_RESET: process(reset_pin, reset_dly)         -- generate "safe" reset signal\r
 141   begin\r
 142     if reset_pin = RES_ACT or reset_dly = RES_ACT then -- ...by combining delayed reset with non-delayed reset input \r
 143       safe_reset <= RES_ACT;\r
 144     else\r
 145       safe_reset <= not(RES_ACT);\r
 146     end if;\r
 147   end process;\r
 148 \r
 149 \r
 150 -------------------------------------------------------------------------------\r
 151 -- instantiate the components and connect to internal and external signals\r
 152 -------------------------------------------------------------------------------\r
 153 \r
 154 \r
 155 board_driver_unit : board_driver\r
 156     port map (\r
 157       reset       => safe_reset,\r
 158       seven_seg   => seven_seg_pin);\r
 159 \r
 160 \r
 161 vga_driver_unit : vga_driver\r
 162     port map (\r
 163       clk                => clk_pin,\r
 164       reset              => safe_reset,\r
 165       column_counter     => column_counter_sig,\r
 166       line_counter       => line_counter_sig,\r
 167       h_enable           => h_enable_sig,\r
 168       v_enable           => v_enable_sig,\r
 169       hsync              => hsync_sig,\r
 170       vsync              => vsync_sig,\r
 171       d_hsync_state        => d_hsync_state,\r
 172       d_vsync_state        => d_vsync_state,\r
 173       d_hsync_counter      => d_hsync_counter,\r
 174       d_vsync_counter      => d_vsync_counter,\r
 175       d_set_hsync_counter  => d_set_hsync_counter,\r
 176       d_set_vsync_counter  => d_set_vsync_counter,\r
 177       d_set_column_counter => d_set_column_counter,\r
 178       d_set_line_counter   => d_set_line_counter);\r
 179 \r
 180 -- make the wiring for hsync and vsync pins \r
 181 -- (pin is output only => internal _sig version required to allow readback of signal)\r
 182   vsync_pin <= vsync_sig;\r
 183   hsync_pin <= hsync_sig;\r
 184 \r
 185 \r
 186   vga_control_unit : vga_control\r
 187     port map (\r
 188       clk            => clk_pin,\r
 189       reset          => safe_reset,\r
 190       column_counter => column_counter_sig,\r
 191       line_counter   => line_counter_sig,\r
 192       h_enable       => h_enable_sig,\r
 193       v_enable       => v_enable_sig,\r
 194       toggle_counter => d_toggle_counter,\r
 195       toggle         => d_toggle,\r
 196       r              => r_sig,\r
 197       g              => g_sig,\r
 198       b              => b_sig);\r
 199 \r
 200 -- make the wiring for RGB pins: drive all pins for same color from one source ("8 color mode")\r
 201   r0_pin <= r_sig; r1_pin <= r_sig; r2_pin <= r_sig;\r
 202   g0_pin <= g_sig; g1_pin <= g_sig; g2_pin <= g_sig;\r
 203   b0_pin <= b_sig; b1_pin <= b_sig;\r
 204 \r
 205 \r
 206 -- make extra pin connections for debug signals\r
 207   d_hsync          <= hsync_sig;       -- make duplicate of signal for debug connector\r
 208   d_vsync          <= vsync_sig;       -- make duplicate of signal for debug connector\r
 209   d_column_counter <= column_counter_sig;\r
 210   d_line_counter   <= line_counter_sig;\r
 211   d_h_enable       <= h_enable_sig;\r
 212   d_v_enable       <= v_enable_sig;\r
 213   d_r              <= r_sig;\r
 214   d_g              <= g_sig;\r
 215   d_b              <= b_sig;\r
 216   d_state_clk      <= clk_pin;        -- make duplicate of signal for debug connector\r
 217 \r
 218   \r
 219 end behav;\r
 220 \r
 221 -------------------------------------------------------------------------------\r
 222 -- END ARCHITECTURE\r
 223 -------------------------------------------------------------------------------\r