util_dacfifo: Update BRAM DAC Fifo
The fifo will be placed between the DMAC and the Upack module, all the interfaces were updated.main
parent
988bf60747
commit
a100ecd308
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@ -43,261 +43,145 @@ module util_dacfifo (
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// clock signals
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// clock signals
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dac_clk,
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wr_clk, // should connect to the dac clock
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dac_rst,
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rd_clk, // should connect to a lower system clock
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rd_rst,
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// transfer request from DMAC
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// read interface
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dac_xfer_req,
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rd_en,
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rd_valid,
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rd_data,
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rd_underflow,
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rd_xfer_req,
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// fifo IN interface/channel
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// write interface
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data_in_0,
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wr_valid,
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dvalid_in_0,
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wr_sync,
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data_in_1,
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wr_data
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dvalid_in_1,
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data_in_2,
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dvalid_in_2,
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data_in_3,
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dvalid_in_3,
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data_in_4,
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dvalid_in_4,
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data_in_5,
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dvalid_in_5,
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data_in_6,
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dvalid_in_6,
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data_in_7,
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dvalid_in_7,
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// fifo OUT interface/channel
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dvalid_out_0,
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data_out_0,
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dvalid_out_1,
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data_out_1,
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dvalid_out_2,
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data_out_2,
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||||||
dvalid_out_3,
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||||||
data_out_3,
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||||||
dvalid_out_4,
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||||||
data_out_4,
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||||||
dvalid_out_5,
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||||||
data_out_5,
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||||||
dvalid_out_6,
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data_out_6,
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dvalid_out_7,
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data_out_7
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);
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);
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// parameters
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// parameters
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parameter C_CH_DW = 16;
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// depth of the FIFO
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parameter C_FIFO_AW = 10;
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parameter FIFO_WADDR_WIDTH = 6;
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parameter C_CH_CNT = 8;
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// read/write interface data width
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parameter FIFO_RDATA_WIDTH = 64; // should be less or equal to FIFO_WDATA_WIDTH
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||||||
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parameter FIFO_WDATA_WIDTH = 128;
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localparam FIFO_DW = C_CH_CNT * C_CH_DW;
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// local parameters
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// supported ratios with the write interface are 1:1, 1:2, 1:4, 1:8
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localparam IF_RATIO = FIFO_WDATA_WIDTH/FIFO_RDATA_WIDTH;
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// port definitions
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// port definitions
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input dac_clk;
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input wr_clk;
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input dac_rst;
|
input rd_clk;
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input rd_rst;
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||||||
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input dac_xfer_req;
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output rd_en;
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input rd_valid;
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||||||
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input [(FIFO_RDATA_WIDTH-1):0] rd_data;
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||||||
|
input rd_underflow;
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||||||
|
input rd_xfer_req;
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||||||
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||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_0;
|
input wr_valid;
|
||||||
input dvalid_in_0;
|
input wr_sync;
|
||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_1;
|
output [(FIFO_WDATA_WIDTH-1):0] wr_data;
|
||||||
input dvalid_in_1;
|
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||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_2;
|
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||||||
input dvalid_in_2;
|
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||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_3;
|
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||||||
input dvalid_in_3;
|
|
||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_4;
|
|
||||||
input dvalid_in_4;
|
|
||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_5;
|
|
||||||
input dvalid_in_5;
|
|
||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_6;
|
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||||||
input dvalid_in_6;
|
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||||||
input [(C_CH_DW-1):0] data_in_7;
|
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||||||
input dvalid_in_7;
|
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||||||
|
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||||||
input dvalid_out_0;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_0;
|
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||||||
input dvalid_out_1;
|
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||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_1;
|
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||||||
input dvalid_out_2;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_2;
|
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||||||
input dvalid_out_3;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_3;
|
|
||||||
input dvalid_out_4;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_4;
|
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||||||
input dvalid_out_5;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_5;
|
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||||||
input dvalid_out_6;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_6;
|
|
||||||
input dvalid_out_7;
|
|
||||||
output [(C_CH_DW-1):0] data_out_7;
|
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// internal signals
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||||||
wire [(FIFO_DW-1):0] data_in_s;
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||||||
wire [(FIFO_DW-1):0] data_out_s;
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wire dvalid_in_s;
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wire dvalid_out_s;
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// internal registers
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// internal registers
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reg fifo_wren = 1'b1;
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reg [FIFO_WADDR_WIDTH-1:0] fifo_waddr = 'h0;
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reg dac_xfer_req_d = 'b0;
|
reg [(FIFO_RDATA_WIDTH*IF_RATIO)-1:0] fifo_rdata = 'h0;
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||||||
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||||||
reg [(C_FIFO_AW-1):0] dac_waddr = 'b0;
|
reg [FIFO_WDATA_WIDTH-1:0] wr_data = 'h0;
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||||||
reg [(C_FIFO_AW-1):0] dac_waddr_d = 'b0;
|
reg rd_en = 1'b0;
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||||||
reg [(C_FIFO_AW-1):0] dac_raddr = 'b0;
|
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||||||
reg [(C_FIFO_AW-1):0] dac_maxaddr = 'b0;
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||||||
|
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||||||
reg dvalid_in = 1'b0;
|
reg fifo_ren = 1'b0;
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||||||
reg [(FIFO_DW-1):0] data_in = 'b0;
|
reg [FIFO_WADDR_WIDTH-1:0] fifo_maxraddr = 'h0;
|
||||||
reg [(FIFO_DW-1):0] data_in_d = 'b0;
|
reg [FIFO_WADDR_WIDTH-1:0] fifo_raddr = 'h0;
|
||||||
|
reg [FIFO_WADDR_WIDTH-1:0] fifo_raddr_ff = 'h0;
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||||||
|
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||||||
// internal logic
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reg [ 2:0] fifo_rdata_count = 'h0;
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||||||
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||||||
assign data_in_s = (C_CH_CNT == 8) ? {data_in_7, data_in_6, data_in_5,
|
// internal wires
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||||||
data_in_4, data_in_3, data_in_2,
|
|
||||||
data_in_1, data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 7) ? {data_in_6, data_in_5, data_in_4,
|
|
||||||
data_in_3, data_in_2, data_in_1,
|
|
||||||
data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 6) ? {data_in_5, data_in_4, data_in_3,
|
|
||||||
data_in_2, data_in_1, data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 5) ? {data_in_4, data_in_3, data_in_2,
|
|
||||||
data_in_1, data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 4) ? {data_in_3, data_in_2, data_in_1,
|
|
||||||
data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 3) ? {data_in_2, data_in_1, data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 2) ? {data_in_1, data_in_0} :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 1) ? data_in_0 :
|
|
||||||
data_in_0;
|
|
||||||
|
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||||||
assign dvalid_in_s = (C_CH_CNT == 8) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2 &
|
wire [FIFO_WDATA_WIDTH-1:0] fifo_wdata_s;
|
||||||
dvalid_in_3 & dvalid_in_4 & dvalid_in_5 &
|
|
||||||
dvalid_in_6 & dvalid_in_7) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 7) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2 &
|
|
||||||
dvalid_in_3 & dvalid_in_4 & dvalid_in_5 &
|
|
||||||
dvalid_in_6) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 6) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2 &
|
|
||||||
dvalid_in_3 & dvalid_in_4 & dvalid_in_5) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 5) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2 &
|
|
||||||
dvalid_in_3 & dvalid_in_4) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 4) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2 &
|
|
||||||
dvalid_in_3) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 3) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1 & dvalid_in_2) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 2) ? (dvalid_in_0 & dvalid_in_1) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 1) ? dvalid_in_0 :
|
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||||||
dvalid_in_0;
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||||||
|
|
||||||
// free running write address generator
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|
||||||
// running just when xfer_req is asserted
|
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||||||
// a new xfer_req resets the write address
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|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge dac_clk) begin
|
|
||||||
if(dac_rst == 1'b1) begin
|
|
||||||
dac_xfer_req_d <= 1'b0;
|
|
||||||
dac_maxaddr <= {C_FIFO_AW{1'b1}};
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
dac_xfer_req_d <= dac_xfer_req;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
if (dac_xfer_req_d && ~dac_xfer_req) begin
|
|
||||||
dac_maxaddr <= dac_waddr_d;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge dac_clk) begin
|
|
||||||
if(dac_rst == 1'b1) begin
|
|
||||||
dac_waddr <= 'h0;
|
|
||||||
dac_waddr_d <= 'h0;
|
|
||||||
end if(dvalid_in == 1'b1) begin
|
|
||||||
dac_waddr <= (dac_xfer_req_d == 1'b1) ? (dac_waddr + 1) : 'h0;
|
|
||||||
dac_waddr_d <= dac_waddr;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
// pipelines
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||||||
|
|
||||||
always @(posedge dac_clk) begin
|
|
||||||
if(dac_rst == 1'b1) begin
|
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||||||
data_in <= 'b0;
|
|
||||||
data_in_d <= 'b0;
|
|
||||||
dvalid_in <= 1'b0;
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
data_in <= data_in_s;
|
|
||||||
data_in_d <= data_in;
|
|
||||||
dvalid_in <= dvalid_in_s;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge dac_clk) begin
|
|
||||||
if(dac_rst == 1'b1) begin
|
|
||||||
fifo_wren <= 1'b0;
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
fifo_wren <= dvalid_in & dac_xfer_req_d;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
// read interface
|
// read interface
|
||||||
|
|
||||||
assign dvalid_out_s = (C_CH_CNT == 8) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2 &
|
always @(posedge rd_clk) begin
|
||||||
dvalid_out_3 & dvalid_out_4 & dvalid_out_5 &
|
if(rd_rst == 1'b1) begin
|
||||||
dvalid_out_6 & dvalid_out_7) :
|
rd_en <= 1'b0;
|
||||||
(C_CH_CNT == 7) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2 &
|
|
||||||
dvalid_out_3 & dvalid_out_4 & dvalid_out_5 &
|
|
||||||
dvalid_out_6) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 6) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2 &
|
|
||||||
dvalid_out_3 & dvalid_out_4 & dvalid_out_5) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 5) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2 &
|
|
||||||
dvalid_out_3 & dvalid_out_4) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 4) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2 &
|
|
||||||
dvalid_out_3) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 3) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1 & dvalid_out_2) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 2) ? (dvalid_out_0 & dvalid_out_1) :
|
|
||||||
(C_CH_CNT == 1) ? dvalid_out_0 :
|
|
||||||
dvalid_out_0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// free running read address generator
|
|
||||||
// reads until the max address
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge dac_clk) begin
|
|
||||||
if(dac_rst == 1'b1) begin
|
|
||||||
dac_raddr <= 'b0;
|
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
if(dvalid_out_s == 1'b1) begin
|
// try to drive the interface with maximum throughput
|
||||||
dac_raddr <= (dac_raddr < dac_maxaddr) ? (dac_raddr + 'b1) : 'b0;
|
rd_en <= (rd_underflow == 0) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
// output logic
|
// read counter
|
||||||
|
|
||||||
assign data_out_0 = (C_CH_CNT >= 1) ? data_out_s[(1*C_CH_DW-1): 0] : 'b0;
|
always @(posedge rd_clk) begin
|
||||||
assign data_out_1 = (C_CH_CNT >= 2) ? data_out_s[(2*C_CH_DW-1):(1*C_CH_DW)] : 'b0;
|
if (rd_rst == 1'b1) begin
|
||||||
assign data_out_2 = (C_CH_CNT >= 3) ? data_out_s[(3*C_CH_DW-1):(2*C_CH_DW)] : 'b0;
|
fifo_rdata_count = 'h0;
|
||||||
assign data_out_3 = (C_CH_CNT >= 4) ? data_out_s[(4*C_CH_DW-1):(3*C_CH_DW)] : 'b0;
|
end else if((rd_valid == 1'b1) && (rd_en == 1'b1) && (rd_xfer_req == 1'b1)) begin
|
||||||
assign data_out_4 = (C_CH_CNT >= 5) ? data_out_s[(5*C_CH_DW-1):(4*C_CH_DW)] : 'b0;
|
if(IF_RATIO > 1) begin
|
||||||
assign data_out_5 = (C_CH_CNT >= 6) ? data_out_s[(6*C_CH_DW-1):(5*C_CH_DW)] : 'b0;
|
fifo_rdata[((IF_RATIO * FIFO_RDATA_WIDTH)-1):((IF_RATIO-1)*FIFO_RDATA_WIDTH)] <= rd_data;
|
||||||
assign data_out_6 = (C_CH_CNT >= 7) ? data_out_s[(7*C_CH_DW-1):(6*C_CH_DW)] : 'b0;
|
fifo_rdata[((IF_RATIO-1)*FIFO_RDATA_WIDTH-1): 0] <= fifo_rdata[((IF_RATIO * FIFO_RDATA_WIDTH)-1):FIFO_RDATA_WIDTH];
|
||||||
assign data_out_7 = (C_CH_CNT == 8) ? data_out_s[(8*C_CH_DW-1):(7*C_CH_DW)] : 'b0;
|
end else begin
|
||||||
|
fifo_rdata <= rd_data;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
fifo_rdata_count <= (fifo_rdata_count < (IF_RATIO - 1)) ? (fifo_rdata_count + 1) : 3'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
// memory instantiation
|
always @(posedge rd_clk) begin
|
||||||
|
if(rd_rst == 1'b1) begin
|
||||||
|
fifo_raddr <= 'b0;
|
||||||
|
fifo_ren <= 'b0;
|
||||||
|
fifo_maxraddr <= {FIFO_WADDR_WIDTH{1'b1}};
|
||||||
|
fifo_raddr_ff <= 'b0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
|
||||||
|
fifo_ren <= (fifo_rdata_count == (IF_RATIO - 1)) ? (rd_valid & rd_xfer_req) : 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(rd_xfer_req == 1'b1) begin
|
||||||
|
fifo_raddr <= (fifo_ren && rd_xfer_req) ? (fifo_raddr + 1) : fifo_raddr;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
fifo_raddr <= 'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
fifo_raddr_ff <= fifo_raddr;
|
||||||
|
|
||||||
|
fifo_maxraddr <= ((rd_xfer_req == 1'b0) && (fifo_raddr > 'b0)) ?
|
||||||
|
fifo_raddr_ff :
|
||||||
|
fifo_maxraddr;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// write interface
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge wr_clk) begin
|
||||||
|
if(wr_valid == 1'b1) begin
|
||||||
|
fifo_waddr <= (fifo_waddr < fifo_maxraddr) ? (fifo_waddr + 'b1) : 'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
wr_data <= fifo_wdata_s;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// instantiations
|
||||||
|
|
||||||
ad_mem #(
|
ad_mem #(
|
||||||
.ADDR_WIDTH (C_FIFO_AW),
|
.ADDR_WIDTH (FIFO_WADDR_WIDTH),
|
||||||
.DATA_WIDTH (FIFO_DW))
|
.DATA_WIDTH (FIFO_WDATA_WIDTH))
|
||||||
i_mem_fifo (
|
i_mem_fifo (
|
||||||
.clka (dac_clk),
|
.clka (rd_clk),
|
||||||
.wea (fifo_wren),
|
.wea (fifo_ren),
|
||||||
.addra (dac_waddr_d),
|
.addra (fifo_raddr_ff),
|
||||||
.dina (data_in_d),
|
.dina (fifo_rdata),
|
||||||
.clkb (dac_clk),
|
.clkb (wr_clk),
|
||||||
.addrb (dac_raddr),
|
.addrb (fifo_waddr),
|
||||||
.doutb (data_out_s));
|
.doutb (fifo_wdata_s));
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -48,3 +48,45 @@ proc p_sys_dmafifo {p_name m_name adc_data_width dma_addr_width} {
|
||||||
current_bd_instance $c_instance
|
current_bd_instance $c_instance
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
proc p_sys_dacfifo {p_name m_name dma_data_width dac_data_width dac_addr_width} {
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global ad_hdl_dir
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set p_instance [get_bd_cells $p_name]
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set c_instance [current_bd_instance .]
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current_bd_instance $p_instance
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set m_instance [create_bd_cell -type hier $m_name]
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current_bd_instance $m_instance
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create_bd_pin -dir I dma_clk
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create_bd_pin -dir I dma_rst
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create_bd_pin -dir O dma_en
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create_bd_pin -dir I dma_valid
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create_bd_pin -dir I -from [expr ($dma_data_width-1)] -to 0 dma_data
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create_bd_pin -dir I dma_unf
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create_bd_pin -dir I dma_xfer_req
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create_bd_pin -dir I dac_clk
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create_bd_pin -dir I dac_valid
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create_bd_pin -dir O -from [expr ($dac_data_width - 1)] -to 0 dac_data
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set util_dacfifo [create_bd_cell -type ip -vlnv analog.com:user:util_dacfifo:1.0 util_dacfifo]
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set_property -dict [list CONFIG.FIFO_WDATA_WIDTH $dac_data_width] $util_dacfifo
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set_property -dict [list CONFIG.FIFO_WADDR_WIDTH $dac_addr_width] $util_dacfifo
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set_property -dict [list CONFIG.FIFO_RDATA_WIDTH $dma_data_width] $util_dacfifo
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ad_connect dma_clk util_dacfifo/rd_clk
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ad_connect dac_clk util_dacfifo/wr_clk
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ad_connect dma_rst util_dacfifo/rd_rst
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ad_connect dma_en util_dacfifo/rd_en
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ad_connect dma_valid util_dacfifo/rd_valid
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ad_connect dma_data util_dacfifo/rd_data
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ad_connect dma_unf util_dacfifo/rd_underflow
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ad_connect dma_xfer_req util_dacfifo/rd_xfer_req
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ad_connect dac_valid util_dacfifo/wr_valid
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ad_connect dac_data util_dacfifo/wr_data
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current_bd_instance $c_instance
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}
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