前回Verilogで古の8080用２相ノンオーバラップクロック生成をシミュレーション。シミュレーションできたからにはFPGA上に実装せずにはいられませぬ。手元にあるFPGAボードは「お求めやすかった」けれども「既に販売されていない」某国製品です。新規購入と思いつつ、大したロジック作るわけじゃないと思うと手が出ませぬ。
※かえらざるMOS回路 投稿順 INDEX
『Tang Dynasty』の復活
FPGA用の開発ボードというと数万円くらいはお求めやすい方、数十万円くらいはフツー、という中で、手元にありましたのは以下の別件記事で使っておりましたANLOGIC社のFPGA搭載のもの。数千円台も下の方でした。
３年くらいホコリを被っていたのは他でもありません、ちょっと何か調べようとすると中国語（簡体字の方ね）に向き合わないとならなかったためです。まあ、Google翻訳等が使えるとは言え、辛い。
とりあえずVerilog書いたものをFPGAに焼いて動作させるくらい簡単だろ～と。まあ操作そのものは簡単ではあったですがいろいろ問題もあり。
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- ３年前は秋月殿で販売されていたが既に終了
残念なことに既に販売終了していました。理由は不明。
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- Windows11PCに開発環境 Tang Dynastyをインストールしようとしたが問題あり
３年前とは常用のパソコンが変わっているので、開発環境を新しい方のＰＣにインストールしようとしたら問題ありました。開発環境のダウンロード自体はできた（ただし３年前とバージョン変わってないです。メーカも力が入ってない感じ。。。）のですが、ソフトが MSVCR100.dll 依存で現環境では立ち上がりませぬ。何時の時代のソフトだ。DLLをインストールすることも考えましたが、あんまりやりたくないです。３年前に開発環境インストールしたパソコンは今も補助機として働いているので、そちらを使用することにいたしました。
やはり入手性が良く、ドキュメントも整っている米国製FPGA製品を仕入れるってもんだな。でも予算は無いし。。。
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- ライセンスファイルは配布されていた
開発環境 Tang Dynastyですが、CADツールではよくある「一定期間毎に」ライセンスファイル（無料）をダウンロードして更新しないと動作しないようになってます。配布は続いているのか？メーカサイトへ行ったところ来年３月までのファイルをGET。やったね。でもいつまで続くのか？既にソフト本体の更新止まってるし。。。
ということで旧PC上でFPGA用のビットファイルを生成してダウンロード。
書き込んだファイル
折角、前回Verilogシミュレーションしたというのに、実際にFPGAに書き込んだファイルはチンマリした別ファイルになってしまいました。PC２台の間でファイルを転送してシミュレーションしてまた戻してというような手数がメンドかったのよ。。。マシンを分けた弊害が如実。
実際に使ったVerilogソースが以下に。前回のシミュレーションの時よりも２相の「隙間」時間を空けるように調整してます。これは実機で動作させてみていかにも隙間が空いているように見せたかったがためであります。
module count12
(
input wire CLK_IN,
input wire RST_N,
output wire P1,
output wire P2
);
reg [3:0] count;
reg phase1;
reg phase2;
initial
begin
count=4'b0;
phase1=0;
phase2=0;
end
always @(posedge CLK_IN)begin
if(RST_N==0)begin
count <= 4'b0;
end
if(count == 4'b0001)
phase1<= 1;
if(count == 4'b0101)
phase1<= 0;
if(count == 4'b0111)
phase2<= 1;
if(count == 4'b1011)
begin
count<= 4'd0;
phase2<= 0;
end
else
count <= count + 1'b1;
end
assign P1 = phase1;
assign P2 = phase2;
endmodule
なお、遅延の制約等は一切かけておらず、成り行きのままの実装です。お気楽。制約ファイルはIO端子の設定のみ。
set_pin_assignment {CLK_IN} { LOCATION = K14; } ##24MHZ
set_pin_assignment {RST_N} { LOCATION = K16; } ##USER_KEY
## CLOCK OUT
set_pin_assignment {P1} { LOCATION = E16; }
set_pin_assignment {P2} { LOCATION = F16; }
実機実験結果
ボードにビットファイルを書き込んで動作させているところが以下に。
写真ではワイヤに隠れていますが、P1、P2出力の先に３３０Ωの抵抗を介してAnalog Discovery2のオシロ端子に接続して波形を観察してます。
波形が以下に。黄色がP1、青色がP2です。
「ことさらに隙間」が空いて２相ノンオーバラップクロックっぽい波形にできました。周波数も２ＭＨｚ。でもちょっとハイ期間が短いのでないかい。8080のスペックだとＰ１、Ｐ２は非対称。Ｐ１は最小60nsでもよいけれど、Ｐ２は最小220nsみたい。。。パルス幅の調整が必要だな。