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Bloque pulsador para Icestudio en Verilog

Antes de empezar quiero dejar claro que esta sección dedicada a FPGA, Icestudio, Verilog y demás allegados, van a ser mis apuntes. Llevaba desde junio del 2017 para ponerme a enredar a conciencia con la IceZUM Alhambra y hasta hace un mes que me puse de lleno con la Academia Jedi de hardware de Obi Juan no he podido.

(Contacta conmigo si quieres plancharte en una camiseta este diseño de FPGAwars)

Bueno, sin más rollo voy a preparar un bloque para Icestudio en el que transformo un pulsador físico (sw1) de IceZUM Alhambra a interruptor con Verilog.

Si te quieres ahorrar el tutorial (no te lo recomiendo) y ponerte a enredar con los archivos directamente, aquí los tienes Bloque de pulsador a interruptor con Icestudio.

Tutorial Icestudio

Para este tutorial vamos a crear dos archivos diferentes:

• 1º Crearemos pulsador.ice (este será el bloque que podremos incluir en nuestros futuros proyectos).
• 2º Crearemos un ejemplo en el que incluiremos el bloque pulsador.

Al lío, creando el bloque pulsador…

Aunque parezca obvio, lo primero que debemos hacer es abrir Icestudio y crear un nuevo documento. Se puede llegar a pensar que para crear bloques hay que escribir el código desde otro lugar (a mi me pasó).

Si no lo tienes aún instalado, desde aquí puedes descargar Icestudio.

Una vez descargado e instalado nos ponemos al lío.

Archivo >> Nuevo

No sé si lo habré pensado de la forma correcta o no, pero os voy a contar cómo se me vino a la cabeza. Todavía estoy bastante desacostumbrado a pensar en hardware.

Recibo señal >> Transformo con Verilog >> Saco señal

Para esto necesito incluir en mi proyecto desde el menú:

• Básico >> Entrada
• Básico >> Código
• Básico >> Salida

Para la Entrada selecciono Básico >> Entrada, pongo el nombre de Pulsador y despincho (o cómo queráis llamarlo) la casilla que hace referencia a que sea un pin de la FPGA.

Hacemos algo muy parecido para Salida >> Basico >> Salida, ponemos el nombre de interruptor, despinchamos que sea un pin de FPGA y seguimos.

Si todo va bien, tenemos que llevar nuestro proyecto así.

Ahora tendremos que incluir un bloque de código que será el «culpable» de que nuestro pulsador se transforme en interruptor, Básico >> Código y le vamos a indicar que tenga 1 puerto de entrada llamado pulsador y otro de salida que se llame interruptor.

Hacemos las uniones con nuestro código y nos ponemos a escribirlo.

Turorial de pulsador a interruptor

Lo primero que haremos será crear dos variables que tengan capacidad para almacenar datos, utilizaremos reg. Por si quieres saber más sobre tipos de datos en Verilog.

reg btn = 0;
reg pulsado = 0;

Ahora crearemos un evento always en el que estaremos comprobando siempre si cambia el estado de nuestro pulsador de 0 a 1 (flanco de subida) o de 1 a 0 (flanco de bajada), para esto tendremos que añadir posedge.

always @(posedge pulsador) begin
    btn = btn + 1;
    if (btn % 2 == 0)
        pulsado = 0;
    if (btn % 2 != 0)
        pulsado = 1;
end

El evento always se puede usar sin posedge para controlar si cambia de valor alguna de nuestras variables.

always @(variable or variable2 or variable3...) begin
    ...
    ...
    ...
end

Una vez con esto en el código hace falta explicar poco más.

Cada vez que hay modificación del estado del pulsador (0 ó 1) sumamos 1 a la variable btn = btn +1 y verificamos mediante un if btn % 2 == 0 si btn es un número par o impar. Si es número par (btn % 2 == 0) apago led poniendo la variable pulsado = 0, y si es impar (btn % 2 != 0) enciendo led poniendo la variable pulsado = 1.

Por último le asignamos a la salida interruptor el valor que tenga pulsado. Teniendo en cuenta que este tipo de asignación continua sólo se puede llevar a cabo fuera de los bloques always.

assign interruptor = pulsado;

Pues con esto tendríamos ya terminado nuestro bloque, lo guardamos con el nombre de pulsador.ice >> Archivo >> Guardar como >> pulsador.ice

Si queremos ponerlo bonito con una imagen, incluirlo en una colección, etc, os paso el enlace de este tutorial de @_angel_m3 que ha sido con el que he aprendido yo.

Tutorial FPGA

Terminado nuestro bloque vamos a incluirlo en un proyecto.

• Abrimos Icestudio y creamos proyecto nuevo >> Archivo >> Nuevo
• Añadimos como bloque nuestro pulsador.ice >> Archivo >> Añadir como bloque >> Seleccionamos pulsador.ice
• Lo soltamos en nuestro proyecto

Deberíamos tener nuestro proyecto nuevo de la siguiente forma (como podéis ver a este bloque ya le puse imagen y tiene de nombre para la entrada y salida sw1).

Ahora añadimos una entrada y una salida indicando que sí queremos que haga referencia a un pin físico de nuestra FPGA.

Hacemos las uniones y asignamos a la entrada >> sw1 de nuestra IceZUM Alhambra y a la salida >> led3.

Ya nos quedaría únicamente sintentizar en nuestra FPGA y ver la magia.

Código Tutorial FPGA libres

Aquí puedes ver un vídeo del funcionamiento del bloque para Icestudio que transforma un pulsador en un interruptor.

Agradezco a toda la gente que hay detrás de estos proyectos (FPGAwars, IceZUM Alhambra, Icestudio, Alhambra Bits, Academia Jedi de Hardware), que no sé muy bien quienes forman parte de uno y quienes de otro, pero de lo que estoy muy seguro es que sin ellos no podría haber realizado este tutorial.

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