UDB. ما هذا؟ الجزء 7. توقيت وإعادة ضبط وحدة التحكم

الفصل التالي من وثائق السرو الرسمية عن توقيت وإدارة إعادة الضبط. كما ذكرنا سابقًا في المقالة الأولى من هذه السلسلة ، توفر هذه الوحدة اختيار توقيت ودقة ، وكذلك إعادة تعيين التحديد داخل UDB. مزيد من التفاصيل - تحت الخفض.

المحتوى العام للدورة "UDB. ما هذا؟ "
الجزء 1. مقدمة. PLD.
الجزء 2. Datapath.
الجزء 3. Datapath FIFO.
الجزء 4. Datapath ALU.
الجزء 5. Datapath. أشياء صغيرة مفيدة.
الجزء 6. وحدة الإدارة والحالة.
الجزء 7. توقيت وإعادة ضبط وحدة التحكم. (المادة الحالية)
الجزء 8. معالجة UDB

21.3.4 إعادة تعيين وحدة التحكم على مدار الساعة

تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذه الوحدة في تحديد الساعات من الساعات العالمية المتاحة أو ساعة ناقل لكل PLD و Datapath ووحدة التحكم والحالة. تدعم الوحدة أيضًا إعادة تعيين كتلة UDB الديناميكية والبرامج. كما هو مبين في الشكل 21-38 ، هناك أربع وحدات تحكم على مدار الساعة ووحدة تحكم واحدة لإعادة الضبط. أربعة مدخلات (RC_IN [3: 0]) متاحة لإعادة التوجيه من مصفوفة التتبع العالمية. يمكن لكل وحدة تحكم على مدار الساعة تحديد مصدر للساعة بتمكين الإدخال من مدخلات التتبع هذه ، وهناك أيضًا مُضاعِف يسمح لك بتحديد أحد مدخلات التتبع للاستخدام كمصدر ساعة خارجي. كما ترون في الشكل ، يمكن مزامنة اختيار مصدر ساعة خارجي. لكل مكون UDB ، هناك 10 ساعات للاختيار من بينها: 8 ساعات رقمية عالمية ، وساعة حافلة ، وساعة خارجية محددة (تحويلة clk). يمكن استخدام أي من إشارات الدخل المتعقبة (rc_in) إما كمنشط حساس للمستوى أو كمنشط حساس للحافة. توفر وظيفة إعادة الضبط الخاصة بهذه الكتلة إعادة ضبط متتبعة لكتل ​​PLD وعداد SC ، بالإضافة إلى القدرة على إعادة ضبط كل كتلة بشكل برمجي لدعم إعادة التكوين.

تختلف ساعة الناقل المطبق على مدار الساعة ووحدة التحكم في إعادة التعيين عن ساعة ناقل النظام. تسمى هذه الإشارة "bus_clk_app" وهي مقفلة بنفس طريقة إشارات الساعة الرقمية الأخرى. يتم استخدام إشارة الساعة لحافلة النظام فقط لعمليات الإدخال والإخراج ويتم إلغاء قفلها تلقائيًا لكل وصول. ينشئ Datapath Clock Generator ثلاث ساعات: واحدة لـ Datapath وإشارة واحدة لكل FIFO.


الشكل 21-38. ساعة وإعادة ضبط وحدة التحكم.

21.3.4.1 التحكم في الساعة

يوضح الشكل 21-39 مثال على اختيار توقيت ونظام القرار. يحتوي كل UDB على أربعة مخططات من هذا القبيل: واحد لكل كتلة PLD ، وواحد من أجل Datapath ، وواحد لكتلة التحكم والحالة. المكونات الرئيسية لهذه الدائرة هي مُضاعِف اختيار الساعة العالمي ، ومعاكس الساعة ، ومُضِّع الإشارة المُمكّن على مدار الساعة ، ومُقَوِّم الإشارة المُمكّن على مدار الساعة ، ومنطق الكشف التفاضلي.


الشكل 21-39. إدارة الاختيار / تفعيل التوقيت.

اختيار الساعة

هناك ثماني ساعات رقمية عالمية ترسل إلى جميع UDBs. يمكن اختيار أي منهم. الساعات الرقمية العالمية هي مخرجات من فواصل التردد التي اختارها المستخدم. انظر "نظام التوقيت" في الصفحة 109 من النص الأصلي. خيار آخر هو ساعة الحافلة ، التي لديها أعلى تردد في النظام. تسمى هذه الإشارة "bus_clk_app" ويتم تتبعها بشكل منفصل عن ساعة ناقل النظام. بالإضافة إلى ذلك ، لدعم الوظائف باستخدام إشارة ساعة مباشرة (على سبيل المثال ، SPI) ، يمكن تحديد خط تتبع خارجي كإشارة ساعة إدخال. نظرًا لأن وظائف التطبيق مرتبطة بحدود عشوائية في UDB ، فإن اختيار إشارة ساعة فردية لكل مكون فرعي من UDB يساهم في الدقة الدقيقة في البرمجة.

انقلاب الساعة

يمكن عكس إشارة الساعة المحددة. سيحد ذلك من الحد الأقصى لتردد العمل بسبب وجود أقسام مع دورة نصف دورة. لا يتم دعم التسجيل المتزامن للحافلة والتسجيلات الداخلية (على سبيل المثال ، البرنامج الذي يسجل قيمة عداد جديدة أثناء تشغيله) عندما يتم عكس الساعة الداخلية ويكون لها نفس التردد مثل ساعة الناقل. يؤثر هذا القيد على A0 ، A1 ، D0 ، D1 ، وكذلك سجل التحكم في وضع العداد.

تمكين الساعة على التحديد

يمكن إعادة توجيه إشارة تمكين الساعة إلى أي إشارة متزامنة واختيارها في أي من المدخلات الأربعة لمصفوفة التتبع المتاحة لهذه الكتلة.

تمكين انقلاب الساعة

يمكن تمكين إشارة تمكين الساعة. نتيجة لهذا ، يمكن إنشاء هذه الإشارة في أي قطبية.

تمكين وضع الساعة

افتراضيًا ، يكون وضع دقة الساعة في وضع إيقاف التشغيل. بعد ضبط تشغيل الوحدة الهدف ، يمكن للبرنامج ضبط أحد أوضاع التشغيل الموضحة أدناه باستخدام سجل CFGxEN MODE [1: 0] ، الموضح في الشكل 21-39.

الجدول 21-23. توقيت القرار الأوضاع.


باستخدام إذن الساعة

هناك حالتان شائعتا الاستخدام لأذونات التوقيت.

تمكين البرنامج (تمكين البرنامج الثابت) : من المفترض أن معظم الوظائف تتطلب تمكين ساعة البرنامج لبدء الوظيفة وإيقافها. نظرًا لأن حدود الوظيفة المنضمة إلى صفيف UDB شرطية ، يمكن أن تمتد الوظيفة إلى عدة UDBs و / أو أجزاء من UDBs. لذلك ، هناك حاجة إلى طريقة لتضمين كل وظيفة ذريًا. يتم تنفيذ ذلك عادةً باستخدام جزء في سجل التحكم الذي يتم إرساله إلى مدخلات تمكين ساعة واحدة أو أكثر. يدعم هذا السيناريو أيضًا الحالة التي تحتاج فيها التطبيقات إلى تشغيل كتل متعددة غير مرتبطة في نفس الوقت.

محاكاة إنشاء ساعة محلية : تتيح هذه الميزة للأجهزة UDB إنشاء ساعات محلية وتوزيعها على UDBs الأخرى في الصفيف باستخدام قالب تنفيذ تنشيط ساعة المزامنة ، بدلاً من تسجيل كل UDB مباشرةً بشكل منفصل. يؤدي استخدام وظيفة الموجات الحافة الإيجابية لتمكين الدقة إلى إزالة القيود المفروضة على دورة العمل لإشارة الدقة.

توقيت FIFO الخاص

تحتوي كتل FIFO Datapath على ميزات التوقيت. تبعًا للإعدادات الافتراضية ، فإن تسجيل FIFO لديه نفس التكوين مثل تسجيل Datapath. ومع ذلك ، تحتوي كتل FIFO على وحدات تحكم خاصة تقوم بتغيير تكوين الساعة:

• يمكن عكس كل ساعة FIFO بالنسبة إلى قطبية ساعة Datapath المحددة ؛
• عند تحديد وضع FIFO FAST ، تحل ساعة الناقل محل اختيار ساعة Datapath التي تستخدم عادة FIFO.

21.3.4.2 إعادة ضبط الإدارة

هناك نوعان من أوضاع إعادة ضبط الإدارة: موروثة ومعيارية. يتم ضبط الوضع باستخدام بت ALT RES في كل سجل تكوين من UDB CFG31. بشكل افتراضي ، تكون قيمة البت هي 0 (الوضع القديم) ؛ يوصى بتعيينه قيمة 1 (الوضع القياسي). يحتوي الوضع القياسي على درجة أكبر من الدقة - يمكن للكتل الفردية داخل UDB استخدام الإحمرار المتتبع. للحصول على معلومات حول الوضع القديم ، اتصل بـ Cypress.

إعادة ضبط PLD

يوضح الشكل 21-40 نظام إعادة ضبط PLD.


الشكل 21-40. إعادة ضبط الهيكل PLD.

إعادة تعيين التحكم Datapath

يوضح الشكل 21-41 نظام إعادة تعيين Datapath. ينطبق تتبع التدفق على جميع سجلات وحالات Datapath باستثناء سجلات البيانات D0 و D1. سجلات البيانات هي سجلات دائمة. لم يتم تعريف محتوى FIFO بعد إعادة التعيين ، لأنه موجود في ذاكرة الوصول العشوائي.


الشكل 21-41. إعادة تعيين بنية Datapath.

الحالة والتحكم في إعادة التحكم
يوضح الشكل 21-42 نظام التحكم وإعادة ضبط الحالة. تحتوي سجلات التحكم / العداد والحالة على إعادة تعيين تتبع شائعة ، ومع ذلك يتم تمكينها بشكل منفصل. تتداخل سجلات القناع / الفترة وتكون عناصر التحكم الإضافية بمثابة سجلات حفظ.


الشكل 21-42. إعادة ضبط الإدارة وإدارة الحالة.

21.3.4.3 بدء التشغيل في تهيئة UDB (POR)

التسجيل والدولة التهيئة

الجدول 21-24. تهيئة حالات UDB عند التمكين

تتبع التهيئة

عند التمكين ، تتمتع حالة مدخلات ومخرجات التتبع بالميزات التالية:

• جميع مخرجات UDB التي توجه البيانات إلى مصفوفة التتبع موجودة عند "0" ؛
• جميع برامج التشغيل الخارجة من التتبع وإدخال مدخلات UDB تكون صفرية في البداية.

يتجنب هذا التهيئة الحالات المتعارضة أثناء التتبع ، ويحدث التكوين الأولي في تسلسل لا يهم الترتيب.

النهاية يتبع. نحن نعد أحدث ترجمة للجزء المتبقي من وثائق ملكية Cypress على UDB ، وهي UDB Addressing.