\chapter{Design-Flow}

\section{Frequenzanpassung}
Die Aufgabenstellung die Frequenz f\"ur das blickende Objekt
zu modifizieren, in unserem Fall auf eine Frequenz von 
$\frac{1}{0.12}s = 8.333 Hz$ einzustellen.

Dazu mussten wir uns vorerst mit dem gegebenen Sourcecode 
vertraut machen. Schlie\ss{}lich stellten wir fest, dass der
Code in der Datei \emph{vga\_control\_arc.vhd} daf\"ur ist,
genauer gesagt die Konstante \emph{HALFPERIOD}.

Dabei bestimmt \emph{HALFPERIOD} die halbe Periode. Um also auf
unsere gew\"unschte Periodendauer von $0.12s$ kommen muss diese
Konstante $0.06s$ ausdr\"ucken. Aber welche Einheit beschreibt
\emph{HALFPERIOD}? Auf folgenden Wert ist \emph{HALFPERIOD}
in der Angabe konfiguriert:
\begin{lstlisting}
constant HALFPERIOD   : std_logic_vector(TOG_CNT_WIDTH-1 downto 0) := "1100000000010001111011000";
\end{lstlisting}

wobei ${1100000000010001111011000}_2 = (25175000)_{10} = (18023D8)_{16}$ entspricht.

Weiter unten im Code entdeckt man folgenden Block:
\begin{lstlisting}
  BLINKER_syn: process(clk, reset)
  begin
    if (reset = RES_ACT) then                       -- asyn reset
      toggle_counter_sig  <= (others => '0');
      toggle_sig  <= COLR_OFF;
    elsif(clk'event and clk = '1') then             -- synchronous capture
      toggle_counter_sig <= toggle_counter_next;
      toggle_sig  <= toggle_next;
    end if;
  end process;


  BLINKER_next : process(toggle_counter_sig, toggle_sig)
  begin
    if toggle_counter_sig >= HALFPERIOD then           -- after half period ...
      toggle_counter_next <= (others => '0');          -- ... clear counter
      toggle_next  <= not(toggle_sig);                 -- ... and toggle colour.
    else                                               -- before half period ...
      toggle_counter_next <= toggle_counter_sig + '1'; -- ... increment counter
      toggle_next  <= toggle_sig;                      -- ... and hold colour
    end if;
  end process;
\end{lstlisting}
Wir sehen: bei jedem CLK-Signal ein Counter erh\"oht
wird -- jener Counter der mit \emph{HALFPERIOD} verglichen wird.
Daraus k\"onnen wir schliessen, dass \emph{HALFPERIOD} also von
der eingestellten Taktung abh\"angt. Diese betr\"agt 25.175MHz.

F\"ur unseren gew\"unschten Wert von $0.12s$ muss also folgender
Wert verwendet werden:

$\frac{25175000Hz}{\frac{1}{0.12s/2}} = \frac{25175000Hz}{16.66667Hz} = 1510500$ Takte.

Bedauerlicherweise mussten wir beim Verfassen dieses Protokolls
feststellen, dass wir anscheinend von einer Frequenz von 25MHz
-- warum auch immer -- ausgegangen sind und daher genau
$1500000$ Takte als Ergebnis bekamen.

Solche Fehler sollten ja \emph{eigentlich} bei der Simulation auffallen.
Da es sich aber offensichtlich um einen kleinen Fehler handelt
(10500 Takte entsprechen $417.08\mu s$)
ist uns das bei der Simulation nicht aufgefallen (vgl. Screenshots).


Wie auch immer, fuhren wir mit dem falschen Wert fort. 
Dieser entspricht einen Bin\"arwert von: $(101101110001101100000)_2$. Diese Wert \"ubernahmen wir:
\begin{lstlisting}
constant HALFPERIOD   : std_logic_vector(TOG_CNT_WIDTH-1 downto 0) := "0000101101110001101100000";
\end{lstlisting}



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\section{Design-Flow}

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\subsection{Behavioral Simulation}
Gl\"ucklicherweise ist unsere Periodendauer f\"ur die Simulation kurz genug und m\"uessen daher unseren Wert nicht skalieren.
%1behsim.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/1behsim.png}
\end{center}


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\subsection{Synthese}


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\subsection{Pre-Layout Simulation}
%3prelayoutsim.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/3prelayoutsim.png}
\end{center}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{PPR}
%4ppr_auslastung.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/4ppr_auslastung.png}
\end{center}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Post-Layout Simulation}
%5postlayout_sim.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/5postlayout_sim.png}
\end{center}
%5postlayout_vgaunit.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/5postlayout_vgaunit.png}
\end{center}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{PPR mit PLL}
%6pll_auslastung.png
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/6pll_auslastung.png}
\end{center}


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\section{Logikanalysator}
%7logikwave.jpg
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/7logikwave.jpg}
\end{center}

%7trigger.jpg
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/7trigger.jpg}
\end{center}


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\section{Ergebnisse}
\begin{itemize}
\item Blinkfrequenz = $\frac{1}{0.12}s = 8.33333$ Hz
\end{itemize}

\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth]{pics/fertig.jpg}
\end{center}