Entrega 26/3

Você é Scrum Master e não sabe por onde começar? De uma olhada nessas dicas: Vixi! Sou Scrum Master

Neste projeto você terá que desenvolver os componentes de memória que serão utilizados no computador Z01.

Instruções

A pasta do projeto E-LogicaSequencial no repositório Z01, possui a seguinte estrutura:

/E-LogicaSequencial
    testeLogicaSequencial.py
    /Quartus
    /src
        /rtl
            *.vhd
    /tests
        /tst
            *.vhd

1. Quartus: Projeto Quartus que faz uso dos arquivos VHDL localizados em src/rtl/*.vhd;
2. scripts: Scripts em python que automatizam a execução dos testes;
3. src/rtl/*.vhd: Arquivos VHDL que serão implementados pelo grupo;
4. tests/tst/*.vhd: Arquivos VHDL que realizam o teste lógico nos arquivos do rtl.

Executando o Script de Teste

Abra o terminal na pasta E-LogicaSequencial e execute o script python localizado nessa pasta:

$ python testeLogicaSequencial.py

O mesmo irá compilar os arquivos src/rtl/*.vhd e executar os testes unitários em cada um deles. Nesse momento do teste, como os módulos não estão implementados, o resultado deverá ser falho.

Lembrando que o arquivo tests/config.txt define quais testes serão executados.

Projeto

• Deve-se gerar uma imagem com a forma de onda desses módulos.
• Deve-se gerar um RTL para cada módulo do projeto (E-LogicaSequencial-Lab-1)
• Note que é possível reaproveitar, via port map, os módulos dos projetos anteriores. Para isso basta declarar o componente e usar o módulo.

Módulos

Esses arquivos estão localizados em E-LogicaSequencial/src/rtl/ e detalhados no Capítulo 3 - The Elements of Computing Systems

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• Flip Flop
  • Arquivo: FlipFlopD.vhd
  • Dependência:

É é um bloco elementar e sua implementação é criada no laboratório do projeto.

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• Binary Digit
  • Arquivo: BinaryDigit.vhd
  • Dependência: FlipFlopD e Mux2Way
  • Descrição : É um registrador feito para armazenar um único bit de informação (0 ou 1). A interface do módulo consiste em uma entrada (d) para o bit a ser armazenado, um sinal de load para indicar quando o bit de entrada deve ser armazenado um sinal de clock e a saída output* que é o bit armazenado:

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• Register 8
  • Arquivo : Register8.vhd
  • Dependência : BinaryDigit
  • Descrição : É um registrador de 8 bits criado a partir do binaryDigit porém agora para armazenar um vetor de entrada de 8 bits de tamanho.

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• Register 16
  • Arquivo : Register16.vhd
  • Dependência : Register8
  • Descrição : É um registrador de 16 bits criado a partir do Register8 porém agora para armazenar um vetor de entrada de 16 bits de tamanho.

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• Register 32
  • Arquivo : Register32.vhd
  • Dependência : Register16
  • Descrição : É um registrador de 32 bits criado a partir do Register16 porém agora para armazenar um vetor de entrada de 32 bits de tamanho.

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• Register 64
  • Arquivo : Register64.vhd
  • Dependência : Register32
  • Descrição : É um registrador de 64 bits criado a partir do Register32 porém agora para armazenar um vetor de entrada de 64 bits de tamanho.

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• Program Counter
  • Arquivo : PC.vhd
  • Dependência : inc16, mux16, reg16
  • Descrição : O program counter será o nosso endereçador de memória da CPU, ele será responsável por apontar para a próxima instrução a ser executada. Como normalmente um código segue um fluxo sequencial (uma linha na sequência da outra) o PC possui a habilidade de se auto incrementar a cada clock (apontando assim para a próxima instrução), mas ele tem que suportar condições (if, while, ...) rompendo com esse fluxo contínuo.

Sua lógica é descrita no pseudo código a seguir:

If reset(t-1) then 
   out(t)=0
else if load(t-1) then 
   out(t)=in(t-1)
else if inc(t-1) then 
   out(t)=out(t-1)+1
else
   out(t)=out(t-1)

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• Ram8
  • Arquivo : Ram8.vhd
  • Dependência : Register16, Mux8Way16, Dmux8Way
  • Descrição : É uma memória de 8 endereços com 16 bits de largura. O componente possui como entrada o vetor input de 16 bits, o endereço a ser armazenado (address) o sinal load que indica quando é para ser armazenado e o clock. Como saída temos o valor lido no endereço especificado quando load for igual a 0. Note que sinal LOAD tem como função similar o do READ/WRITE, quando zero, indica que queremos ler o valor armazenado, quando 1 indica que queremos escrever (write) nessa posição.

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• Ram64
  • Arquivo : Ram64.vhd
  • Dependência : Ram8, Mux8Way16, Dmux8Way
  • Descrição : Similar a RAM8 porém com 64 endereços.

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• Ram512
  • Arquivo : Ram512.vhd
  • Dependência : Ram64, Mux8Way16, Dmux8Way
  • Descrição : Similar a RAM8 porém com 512 endereços.

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• Ram4k
  • Arquivo : Ram4k.vhd
  • Dependência : Ram512, Mux8Way16, Dmux8Way
  • Descrição : Similar a RAM8 porém com 4512 endereços.

Todos esses módulos estão bem documentados no livro The Elements of Computer System. Cap 3.

Forma de onda

Para cada teste realizado, deve-se carregar a interface gráfica do simulador e tirar um print da forma de onda do módulo com os testes aplicados a ele. Essa imagem deve ser salva na mesma pasta dos arquivos vhdl (src/doc/*_wave.png) e com o mesmo nome dos módulos (similar ao projeto passado).

Não basta só gerar a imagem, você precisa analisar e entender. Isso será cobrado em avaliações

RTL

Para cada módulo deve-se gerar o RTL e salvar uma imagem da implementação na pasta src/doc/_rtl.png.

Não basta só gerar a imagem, você precisa analisar e entender. Isso será cobrado em avaliações

Testando em Hardware

No hardware você deverá desenvolver um cenário de teste para o Program Counter ou para para a RAM8.

Rubricas para avaliação de projetos

Cada integrante do grupo irá receber duas notas: uma referente ao desenvolvimento total do projeto (Projeto) e outra referente a sua participação individual no grupo (que depende do seu papel).

Projeto

Conceito
I	- Menos da metade dos módulos funcionando
D	- Ao menos um módulo não foi implementando ou não passa no testes.
C	- Todos os módulos sendo testados no Travis
	- O ramo master passa nos testes do travis
	- Todos os módulos passam nos testes
	- Possui a forma de onda e rtl de todos os módulos (.png)
B	- Usou sempre que possível outros módulos para criar um novo (hierarquia)
	- Exemplo: usou o inc16, mux16 e reg16 para criar PC
A	- Gravou e testou a memória RAM8 na FPGA. (gravou um vídeo para mostrar o funcionamento)

Desenvolvedor e Scrum Master

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