mirror of
https://github.com/fpganinja/taxi.git
synced 2025-12-09 17:08:38 -08:00
lss: Refactor UART module to split out and share baud rate generation logic
Signed-off-by: Alex Forencich <alex@alexforencich.com>
This commit is contained in:
@@ -1,4 +1,5 @@
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taxi_uart.sv
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taxi_uart.sv
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taxi_uart_rx.sv
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taxi_uart_rx.sv
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taxi_uart_tx.sv
|
taxi_uart_tx.sv
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taxi_uart_brg.sv
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../axis/taxi_axis_if.sv
|
../axis/taxi_axis_if.sv
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@@ -51,6 +51,24 @@ module taxi_uart
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);
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);
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wire baud_clk;
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taxi_uart_brg
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uart_brg_inst (
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.clk(clk),
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.rst(rst),
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/*
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* Baud rate pulse out
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*/
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.baud_clk(baud_clk),
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/*
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* Configuration
|
||||||
|
*/
|
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.prescale(prescale)
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||||||
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);
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taxi_uart_tx
|
taxi_uart_tx
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uart_tx_inst (
|
uart_tx_inst (
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.clk(clk),
|
.clk(clk),
|
||||||
@@ -72,9 +90,9 @@ uart_tx_inst (
|
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.busy(tx_busy),
|
.busy(tx_busy),
|
||||||
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||||||
/*
|
/*
|
||||||
* Configuration
|
* Baud rate pulse in
|
||||||
*/
|
*/
|
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.prescale(prescale)
|
.baud_clk(baud_clk)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
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taxi_uart_rx
|
taxi_uart_rx
|
||||||
@@ -100,9 +118,9 @@ uart_rx_inst (
|
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.frame_error(rx_frame_error),
|
.frame_error(rx_frame_error),
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
* Configuration
|
* Baud rate pulse in
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
.prescale(prescale)
|
.baud_clk(baud_clk)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|||||||
57
rtl/lss/taxi_uart_brg.sv
Normal file
57
rtl/lss/taxi_uart_brg.sv
Normal file
@@ -0,0 +1,57 @@
|
|||||||
|
// SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
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|
/*
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|
Copyright (c) 2025 FPGA Ninja, LLC
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|
Authors:
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- Alex Forencich
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*/
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|
`resetall
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||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
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|
`default_nettype none
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|
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|
/*
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|
* AXI4-Stream UART baud rate generator
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||||||
|
*/
|
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|
module taxi_uart_brg
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|
(
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|
input wire logic clk,
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|
input wire logic rst,
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||||||
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||||||
|
/*
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||||||
|
* Baud rate pulse out
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|
*/
|
||||||
|
output wire logic baud_clk,
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||||||
|
|
||||||
|
/*
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|
* Configuration
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
input wire logic [15:0] prescale
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||||||
|
);
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||||||
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||||||
|
logic [15:0] prescale_reg = 0;
|
||||||
|
logic baud_clk_reg = 1'b0;
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||||||
|
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||||||
|
assign baud_clk = baud_clk_reg;
|
||||||
|
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
|
baud_clk_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prescale_reg != 0) begin
|
||||||
|
prescale_reg <= prescale_reg - 1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
prescale_reg <= prescale - 1;
|
||||||
|
baud_clk_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rst) begin
|
||||||
|
prescale_reg <= 0;
|
||||||
|
baud_clk_reg <= 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
|
`resetall
|
||||||
@@ -38,90 +38,99 @@ module taxi_uart_rx
|
|||||||
output wire logic frame_error,
|
output wire logic frame_error,
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
* Configuration
|
* Baud rate pulse in
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
input wire logic [15:0] prescale
|
input wire logic baud_clk
|
||||||
|
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
localparam DATA_W = m_axis_rx.DATA_W;
|
localparam DATA_W = m_axis_rx.DATA_W;
|
||||||
|
|
||||||
logic [DATA_W-1:0] m_axis_tdata_reg = 0;
|
logic [DATA_W-1:0] m_axis_tdata_reg = 0;
|
||||||
logic m_axis_tvalid_reg = 0;
|
logic m_axis_tvalid_reg = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
logic rxd_reg = 1;
|
logic rxd_reg = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
logic busy_reg = 0;
|
logic overrun_error_reg = 1'b0;
|
||||||
logic overrun_error_reg = 0;
|
logic frame_error_reg = 1'b0;
|
||||||
logic frame_error_reg = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
logic [DATA_W-1:0] data_reg = 0;
|
logic [DATA_W-1:0] data_reg = 0;
|
||||||
logic [18:0] prescale_reg = 0;
|
logic [2:0] baud_cnt_reg = 0;
|
||||||
logic [3:0] bit_cnt_reg = 0;
|
logic run_reg = 1'b0;
|
||||||
|
logic start_reg = 1'b0;
|
||||||
|
logic stop_reg = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
assign m_axis_rx.tdata = m_axis_tdata_reg;
|
assign m_axis_rx.tdata = m_axis_tdata_reg;
|
||||||
assign m_axis_rx.tkeep = 1'b1;
|
assign m_axis_rx.tkeep = 1'b1;
|
||||||
assign m_axis_rx.tstrb = m_axis_rx.tkeep;
|
assign m_axis_rx.tstrb = m_axis_rx.tkeep;
|
||||||
assign m_axis_rx.tvalid = m_axis_tvalid_reg;
|
assign m_axis_rx.tvalid = m_axis_tvalid_reg;
|
||||||
assign m_axis_rx.tlast = 1'b1;
|
assign m_axis_rx.tlast = 1'b1;
|
||||||
|
assign m_axis_rx.tid = '0;
|
||||||
|
assign m_axis_rx.tdest = '0;
|
||||||
|
assign m_axis_rx.tuser = '0;
|
||||||
|
|
||||||
assign busy = busy_reg;
|
assign busy = run_reg;
|
||||||
assign overrun_error = overrun_error_reg;
|
assign overrun_error = overrun_error_reg;
|
||||||
assign frame_error = frame_error_reg;
|
assign frame_error = frame_error_reg;
|
||||||
|
|
||||||
always_ff @(posedge clk) begin
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
rxd_reg <= rxd;
|
rxd_reg <= rxd;
|
||||||
overrun_error_reg <= 0;
|
overrun_error_reg <= 1'b0;
|
||||||
frame_error_reg <= 0;
|
frame_error_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
if (m_axis_rx.tvalid && m_axis_rx.tready) begin
|
if (m_axis_rx.tvalid && m_axis_rx.tready) begin
|
||||||
m_axis_tvalid_reg <= 0;
|
m_axis_tvalid_reg <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
if (prescale_reg > 0) begin
|
if (!baud_clk) begin
|
||||||
prescale_reg <= prescale_reg - 1;
|
// wait
|
||||||
end else if (bit_cnt_reg > 0) begin
|
end else if (baud_cnt_reg != 0) begin
|
||||||
if (bit_cnt_reg > DATA_W+1) begin
|
baud_cnt_reg <= baud_cnt_reg - 1;
|
||||||
if (!rxd_reg) begin
|
end else if (run_reg) begin
|
||||||
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
start_reg <= 1'b0;
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 3'd0}-1;
|
if (start_reg) begin
|
||||||
end else begin
|
// wait bit period for start bit
|
||||||
bit_cnt_reg <= 0;
|
baud_cnt_reg <= '1;
|
||||||
prescale_reg <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end else if (bit_cnt_reg > 1) begin
|
|
||||||
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 3'd0}-1;
|
|
||||||
data_reg <= {rxd_reg, data_reg[DATA_W-1:1]};
|
|
||||||
end else if (bit_cnt_reg == 1) begin
|
|
||||||
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
|
||||||
if (rxd_reg) begin
|
if (rxd_reg) begin
|
||||||
|
// start bit high, clear run bit
|
||||||
|
run_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
frame_error_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
{data_reg, stop_reg} <= {rxd_reg, data_reg};
|
||||||
|
if (stop_reg) begin
|
||||||
|
run_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
if (rxd_reg) begin
|
||||||
|
// stop bit high, transfer data
|
||||||
m_axis_tdata_reg <= data_reg;
|
m_axis_tdata_reg <= data_reg;
|
||||||
m_axis_tvalid_reg <= 1;
|
m_axis_tvalid_reg <= 1'b1;
|
||||||
overrun_error_reg <= m_axis_tvalid_reg;
|
overrun_error_reg <= m_axis_tvalid_reg;
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
frame_error_reg <= 1;
|
// stop bit low
|
||||||
|
frame_error_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
baud_cnt_reg <= '1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
busy_reg <= 0;
|
data_reg <= {1'b1, {DATA_W-1{1'b0}}}; // marker bit
|
||||||
|
start_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
stop_reg <= 1'b0;
|
||||||
if (!rxd_reg) begin
|
if (!rxd_reg) begin
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 2'd0}-2;
|
// falling edge of start bit
|
||||||
bit_cnt_reg <= DATA_W+2;
|
// wait half bit period
|
||||||
data_reg <= 0;
|
baud_cnt_reg <= 3'b011;
|
||||||
busy_reg <= 1;
|
run_reg <= 1'b1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
if (rst) begin
|
if (rst) begin
|
||||||
m_axis_tdata_reg <= 0;
|
m_axis_tvalid_reg <= 1'b0;
|
||||||
m_axis_tvalid_reg <= 0;
|
rxd_reg <= 1'b1;
|
||||||
rxd_reg <= 1;
|
run_reg <= 1'b0;
|
||||||
prescale_reg <= 0;
|
overrun_error_reg <= 1'b0;
|
||||||
bit_cnt_reg <= 0;
|
frame_error_reg <= 1'b0;
|
||||||
busy_reg <= 0;
|
|
||||||
overrun_error_reg <= 0;
|
|
||||||
frame_error_reg <= 0;
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -36,21 +36,21 @@ module taxi_uart_tx
|
|||||||
output wire logic busy,
|
output wire logic busy,
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
/*
|
||||||
* Configuration
|
* Baud rate pulse in
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
input wire logic [15:0] prescale
|
input wire logic baud_clk
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
localparam DATA_W = s_axis_tx.DATA_W;
|
localparam DATA_W = s_axis_tx.DATA_W;
|
||||||
|
|
||||||
logic s_axis_tready_reg = 0;
|
logic s_axis_tready_reg = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
logic txd_reg = 1;
|
logic txd_reg = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
logic busy_reg = 0;
|
logic busy_reg = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
logic [DATA_W:0] data_reg = 0;
|
logic [DATA_W:0] data_reg = 0;
|
||||||
logic [18:0] prescale_reg = 0;
|
logic [2:0] baud_cnt_reg = 0;
|
||||||
logic [3:0] bit_cnt_reg = 0;
|
logic [3:0] bit_cnt_reg = 0;
|
||||||
|
|
||||||
assign s_axis_tx.tready = s_axis_tready_reg;
|
assign s_axis_tx.tready = s_axis_tready_reg;
|
||||||
@@ -60,39 +60,35 @@ assign txd = txd_reg;
|
|||||||
assign busy = busy_reg;
|
assign busy = busy_reg;
|
||||||
|
|
||||||
always_ff @(posedge clk) begin
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
if (prescale_reg > 0) begin
|
s_axis_tready_reg <= 1'b0;
|
||||||
s_axis_tready_reg <= 0;
|
|
||||||
prescale_reg <= prescale_reg - 1;
|
if (!baud_clk) begin
|
||||||
|
// wait
|
||||||
|
end else if (baud_cnt_reg != 0) begin
|
||||||
|
baud_cnt_reg <= baud_cnt_reg - 1;
|
||||||
end else if (bit_cnt_reg == 0) begin
|
end else if (bit_cnt_reg == 0) begin
|
||||||
s_axis_tready_reg <= 1;
|
busy_reg <= 1'b0;
|
||||||
busy_reg <= 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (s_axis_tx.tvalid) begin
|
if (s_axis_tx.tvalid) begin
|
||||||
s_axis_tready_reg <= !s_axis_tready_reg;
|
s_axis_tready_reg <= 1'b1;
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 3'd0}-1;
|
baud_cnt_reg <= '1;
|
||||||
bit_cnt_reg <= DATA_W+1;
|
bit_cnt_reg <= DATA_W+1;
|
||||||
data_reg <= {1'b1, s_axis_tx.tdata};
|
data_reg <= {1'b1, s_axis_tx.tdata};
|
||||||
txd_reg <= 0;
|
txd_reg <= 1'b0;
|
||||||
busy_reg <= 1;
|
busy_reg <= 1'b1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
if (bit_cnt_reg > 1) begin
|
|
||||||
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 3'd0}-1;
|
|
||||||
{data_reg, txd_reg} <= {1'b0, data_reg};
|
{data_reg, txd_reg} <= {1'b0, data_reg};
|
||||||
end else if (bit_cnt_reg == 1) begin
|
baud_cnt_reg <= '1;
|
||||||
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
bit_cnt_reg <= bit_cnt_reg - 1;
|
||||||
prescale_reg <= {prescale, 3'd0}-1;
|
|
||||||
txd_reg <= 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
if (rst) begin
|
if (rst) begin
|
||||||
s_axis_tready_reg <= 0;
|
s_axis_tready_reg <= 1'b0;
|
||||||
txd_reg <= 1;
|
txd_reg <= 1'b1;
|
||||||
prescale_reg <= 0;
|
baud_cnt_reg <= 0;
|
||||||
bit_cnt_reg <= 0;
|
bit_cnt_reg <= 0;
|
||||||
busy_reg <= 0;
|
busy_reg <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
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