VHDL를 이용한 계산기설계

소개

Describe how do you solve the problem.


LCD_DISPLAY

LCD_TEST

DATA_GEN



① component 설계 : 이번 실험은 2개의 component를 사용하여 설계해야한다. LCD_DISPLAY는 LCD_TEST와 DATA_GEN을 통합하는 최상위 모듈이다. LCD_TEST는 LCD를 출력하고 register file로부터 데이터를 읽어서 LCD에 출력하는 모듈이다. DATA_GEN는 외부 dip 스위치 및 push 스위치를 통해서 데이터를 읽어서 register file에 저장 및 계산 결과 저장하는 모듈로써 실제적으로 우리가 설계해야 되는 부분이다.
② LCD_TEST 모듈 설계
- LCD에 출력에 필요한 기본적인 entity를 제작한다.
- 입력 값이 출력 값까지 도달하기 위한 내부 signal을 지정한다.
- LCD는 동시 출력하지 않기 때문에 한 자리씩 분주를 설정해 주는데, 50Hz를 위해 clk 값에 count를 주어 4MHz의 값이 두 개의 process문으로 100kHz에서 50Hz로 줄어들개한다.
- lcd의 instruction과 각 address에 어떤 값이 출력 되는지를 설정하여 준다.

③ DATA_GEN 모듈 설계
- FPGA를 동작하기 위한 기본적인 clk과 reset를 포함한 각 switch에 해당하는 input, 출력하고자 하는 output를 entity에서 표현해 준다.
- 내부 signal에서 출력에 필요한 reg signal을 array를 통해 8bit의 signal이 32개 생기도록 설정한다. 또한 연산과정 중 input를 대신할 operand1 과 operand2, 중간 결과 값인 result를 한 자리 수인 16진수로 표현되므로 4bit로 설정해준다.
- process문으로 입력되는 operand1과 operand2를 if문을 통해 plus가 눌러지면 덧셈을 minus가 눌러지면 뺄셈을 하는 구조로 설계하고, 덧셈 시 합이 16을 넘어가면 carry가 생기는 것을 고려하여 설계한다.

목차

Introduction
7Problem Statement
Implementation
Result
Conclusion & Evaluation
Source Code (with suitable comments)

본문내용

Introduction

KIT를 사용한 4bit의 덧셈/뺄셈기를 설계한다.
- 4bit(한자리수)로 표현되는 16진수 2개를 덧셈 또는 뺄셈을 LCD에 출력하게 한다.
- 각 input에 따른 switch로 어떤 결과를 얻어내는 지를 파악한다.
- 두 개의 16진수를 dip switch를 통해 설정하여 output이 나오는 구조를 이해한다.
많은 switch를 사용하므로 pin 할당하는 방법 및 KIT를 작동에 필요한 상황을 설정한다.
키트를 이용하여 실제 값이 제대로 나오는지 확인한다.
- 만약 키트에 문제가 생긴다면, 이를 수정하여 올바른 값을 확인한다.

7Problem Statement
- Describe what is the problem.
이번 실험은 KIT를 사용하여 4bit의 16진수 2개의 덧셈 또는 뺄셈의 결과를 얻어낼 수 있어야 한다.
LCD
1. 계산하고자 하는 16진수는 DIP switch를 이용하여 설정하게 한다.
2. OPERAND1 PUSH switch를 누르면 register file에 데이터를 저장하여 LCD에 출력된다
3. +, - PUSH switch를 누르면 register file에 저장되어 연산 형태를 정하고LCD에 출력된다.
4. 두 번째 16진수를 DIP switch를 이용하여 설정하게 한다.
5. OPERAND2 PUSH switch를 누르면 register file에 데이터를 저장하여 LCD에 출력된다
6. CALCULATE PUSH 스위치를 누르면 덧셈 또는 뺄셈 연산 후 연산 결과가 register file에 저장되고, LCD에 두 자리 수의 16진수로 출력된다.
- Describe how do you solve the problem.

LCD_DISPLAY
LCD_TEST
DATA_GEN



① component 설계 : 이번 실험은 2개의 component를 사용하여 설계해야한다. LCD_DISPLAY는 LCD_TEST와 DATA_GEN을 통합하는 최상위 모듈이다. LCD_TEST는 LCD를 출력하고 register file로부터 데이터를 읽어서 LCD에 출력하는 모듈이다. DATA_GEN는 외부 dip 스위치 및 push 스위치를 통해서 데이터를 읽어서 register file에 저장 및 계산 결과 저장하는 모듈로써 실제적으로 우리가 설계해야 되는 부분이다.
② LCD_TEST 모듈 설계

참고자료

· 없음