ZYBO / VHDL > LEDのMSB点灯失敗の原因調査 > ResetピンがLレベルの間にすべてを処理させる

動作確認

Vivado 2015.4 on Windows 8.1 pro (64bit)
DIGILENT ZYBO

http://qiita.com/7of9/items/fd8c6a7c329f130ab7c9#%E6%9C%AA%E6%B6%88%E5%8C%96
においてClockCounterのResetの周期をClk周期の16倍とした時に4ビット表示用LEDのMSB相当が点灯しなかった。

code v0.1 > MSBが点灯しないバージョン

VHDLとテストベンチを作って同じ状況を確認した。

clockCounter2.vhd

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

entity counter is
port(   Clk : in std_logic;
        Reset : in std_logic;
        OUT_D : out std_logic_vector (3 downto 0)
        );
end counter;

architecture Behavior of counter is
signal DFF_8 : std_logic_vector (3 downto 0);

begin

process(Clk, Reset)
begin
    OUT_D <= DFF_8;
    if (Reset = '1') then
        DFF_8 <= (others => '0');
    elsif ( clk'event and clk = '1') then    
        if (DFF_8 = "1111") then
            DFF_8 <= (others => '0');
        end if;
        DFF_8 <= DFF_8 + 1;
    end if;
end process;
end Behavior;

clockCounter2.tb

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity testbench is
end testbench;

architecture behavior of testbench is
signal clk : std_logic;
signal reset : std_logic;
signal out_d : std_logic_vector (3 downto 0);
constant clk_period : time := 10 ns;

begin
uut: entity work.counter PORT MAP (
    clk => clk,
    reset => reset,
    out_d => out_d);

stimulus : process
begin
    wait for 16 * clk_period / 2;
    reset <= '1';
    wait for 16 * clk_period / 2;
    reset <= '0';
--    wait for 300 ns;
end process;

clk_process : process
begin
    clk <= '0';
    wait for clk_period / 2;
    clk <= '1';
    wait for clk_period / 2;
end process;

end behavior;

ResetのタイミングによってMSB (out_d[3])が短時間しかHレベルにならず、リセットがかかてしまっていることが確認できた。

ResetピンがLレベルの間に4ビットすべてが処理されないといけないということか。
そうなると16分周でなく32分周が必要になるということに整合性が取れるようだ。

code v0.2 > MSBも点灯するバージョン

テストベンチだけを16分周から32分周に変更した。

clockCounter2.tb

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity testbench is
end testbench;

architecture behavior of testbench is
signal clk : std_logic;
signal reset : std_logic;
signal out_d : std_logic_vector (3 downto 0);
constant clk_period : time := 10 ns;

begin
uut: entity work.counter PORT MAP (
    clk => clk,
    reset => reset,
    out_d => out_d);

stimulus : process
begin
--    wait for 16 * clk_period / 2;
    wait for 32 * clk_period / 2;
    reset <= '1';
--    wait for 16 * clk_period / 2;
    wait for 32 * clk_period / 2;
    reset <= '0';
--    wait for 300 ns;
end process;

clk_process : process
begin
    clk <= '0';
    wait for clk_period / 2;
    clk <= '1';
    wait for clk_period / 2;
end process;

end behavior;

ResetピンがLレベルの間に4ビットのカウントがすべて処理されるようになった。

ResetピンがHレベルの時間が長いかもという問題は将来の課題としておく。