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» 2015年10月13日 07時00分 UPDATE

MAX 10 FPGAで学ぶFPGA開発入門(3):FPGAでのLチカをVerilog HDLで理解する (1/5)

今回はFPGAでのLチカを例に、FPGA開発に必要なハードウェア記述言語の解説をしたい。用いる「Verilog HDL」はArduinoやCの経験がある方なら、理解そのものはそう難しくないと思う。今回も連載で使う「MAX 10 FPGA 評価キット」の読者プレゼントをご用意。

[大原 雄介,MONOist]

 前回(「MAX 10 FPGA」のテスト環境を構築する)はではMAX 10 FPGAとQuartus II、それにUSB Blasterを使って簡単にソースコードを書き換えるところまでご紹介した。今回はもう少し中身を説明したいと思う。

 下のリストが前回も説明した、Lチカのソースコードとなる。記述はQuartus IIがサポートするVerilog HDLでのものだ。

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: Axelsys
// Engineer: Greg Miller
// 
// Create Date:    11:21:08 08/21/2014 
// Design Name:    LED
// Module Name:    LED_Verilog 
// Project Name:   Altera MAX10 Breakout Board
// Target Devices: 10M08SAE144C7G
// Tool versions: 14.0
// Description: 
// LEDs, D1 through D5 will blink on for 1/2 second and off for 1/2 second.
// Clock is operating at 50MHz.
// 
// Dependencies: 
//
// Revision: 
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments: 
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module LED_Flash_all(
    input clk,
    output LED1,
    output LED2,
    output LED3,
    output LED4,
    output LED5
    );
	reg[15:0] div_cntr1;
	reg[9:0] div_cntr2;
	reg dec_cntr;
	reg half_sec_pulse;
	
	initial begin
		div_cntr1 = 0;
		div_cntr2 = 0;
		dec_cntr  = 0;
		end
		
	
	always@(posedge clk)
		begin
		div_cntr1 <= div_cntr1 + 1;
		if (div_cntr1 == 0) 
			if (div_cntr2 == 762) 
				begin
				div_cntr2 <= 0;
				half_sec_pulse <= 1;  
				end
			else
				div_cntr2 <= div_cntr2 + 1;
		else
			half_sec_pulse <= 0;
		
		if (half_sec_pulse == 1)	
			dec_cntr <= !dec_cntr;
			
		end	
		
		
	assign LED1 = dec_cntr ;
	assign LED2 = !dec_cntr ;
	assign LED3 = dec_cntr ; 
	assign LED4 = !dec_cntr;
	assign LED5 = dec_cntr ;
				
endmodule

 まず冒頭の"`timescale 1ns / 1ps"は、実はLチカの動作とは全く無関係である。これはQUartus IIから呼び出されるシミュレータで利用されるもので、意味としてはns単位の割り込み(例えば開始後12.5142ns後に入るとする)をps単位に丸める(開始後12514psに割り込みが入る)という意味である。ということで無視してもらいその後に来るのがコメントだが、これも見れば分かると思うので説明は割愛する。

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