mirror of
https://github.com/fpganinja/taxi.git
synced 2025-12-07 16:28:40 -08:00
Reorganize repository
Signed-off-by: Alex Forencich <alex@alexforencich.com>
This commit is contained in:
469
src/axis/rtl/taxi_axis_cobs_encode.sv
Normal file
469
src/axis/rtl/taxi_axis_cobs_encode.sv
Normal file
@@ -0,0 +1,469 @@
|
||||
// SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
|
||||
/*
|
||||
|
||||
Copyright (c) 2016-2025 FPGA Ninja, LLC
|
||||
|
||||
Authors:
|
||||
- Alex Forencich
|
||||
|
||||
*/
|
||||
|
||||
`resetall
|
||||
`timescale 1ns / 1ps
|
||||
`default_nettype none
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream consistent overhead byte stuffing (COBS) encoder
|
||||
*/
|
||||
module taxi_axis_cobs_encode #
|
||||
(
|
||||
// append zero for in band framing
|
||||
parameter logic APPEND_ZERO = 1'b1
|
||||
)
|
||||
(
|
||||
input wire logic clk,
|
||||
input wire logic rst,
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream input (sink)
|
||||
*/
|
||||
taxi_axis_if.snk s_axis,
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream output (source)
|
||||
*/
|
||||
taxi_axis_if.src m_axis
|
||||
);
|
||||
|
||||
// check configuration
|
||||
if (m_axis.DATA_W != 8 || s_axis.DATA_W != 8)
|
||||
$fatal(0, "Error: Interface DATA_W parameter mismatch (instance %m)");
|
||||
|
||||
// state register
|
||||
localparam [1:0]
|
||||
INPUT_STATE_IDLE = 2'd0,
|
||||
INPUT_STATE_SEGMENT = 2'd1,
|
||||
INPUT_STATE_FINAL_ZERO = 2'd2,
|
||||
INPUT_STATE_APPEND_ZERO = 2'd3;
|
||||
|
||||
logic [1:0] input_state_reg = INPUT_STATE_IDLE, input_state_next;
|
||||
|
||||
localparam [0:0]
|
||||
OUTPUT_STATE_IDLE = 1'd0,
|
||||
OUTPUT_STATE_SEGMENT = 1'd1;
|
||||
|
||||
logic [0:0] output_state_reg = OUTPUT_STATE_IDLE, output_state_next;
|
||||
|
||||
logic [7:0] input_count_reg = 8'd0, input_count_next;
|
||||
logic [7:0] output_count_reg = 8'd0, output_count_next;
|
||||
logic fail_frame_reg = 1'b0, fail_frame_next;
|
||||
|
||||
// internal datapath
|
||||
logic [7:0] m_axis_tdata_int;
|
||||
logic m_axis_tvalid_int;
|
||||
logic m_axis_tready_int_reg = 1'b0;
|
||||
logic m_axis_tlast_int;
|
||||
logic m_axis_tuser_int;
|
||||
wire m_axis_tready_int_early;
|
||||
|
||||
logic s_axis_tready_mask;
|
||||
|
||||
taxi_axis_if #(.DATA_W(8), .USER_EN(1), .USER_W(1)) code_fifo_in(), code_fifo_out();
|
||||
taxi_axis_if #(.DATA_W(8)) data_fifo_in(), data_fifo_out();
|
||||
|
||||
assign s_axis.tready = code_fifo_in.tready && data_fifo_in.tready && s_axis_tready_mask;
|
||||
|
||||
taxi_axis_fifo #(
|
||||
.DEPTH(256),
|
||||
.FRAME_FIFO(0)
|
||||
)
|
||||
code_fifo_inst (
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.rst(rst),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream input (sink)
|
||||
*/
|
||||
.s_axis(code_fifo_in),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream output (source)
|
||||
*/
|
||||
.m_axis(code_fifo_out),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Pause
|
||||
*/
|
||||
.pause_req(),
|
||||
.pause_ack(),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Status
|
||||
*/
|
||||
.status_depth(),
|
||||
.status_depth_commit(),
|
||||
.status_overflow(),
|
||||
.status_bad_frame(),
|
||||
.status_good_frame()
|
||||
);
|
||||
|
||||
taxi_axis_fifo #(
|
||||
.DEPTH(256),
|
||||
.FRAME_FIFO(0)
|
||||
)
|
||||
data_fifo_inst (
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.rst(rst),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream input (sink)
|
||||
*/
|
||||
.s_axis(data_fifo_in),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* AXI4-Stream output (source)
|
||||
*/
|
||||
.m_axis(data_fifo_out),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Pause
|
||||
*/
|
||||
.pause_req(),
|
||||
.pause_ack(),
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Status
|
||||
*/
|
||||
.status_depth(),
|
||||
.status_depth_commit(),
|
||||
.status_overflow(),
|
||||
.status_bad_frame(),
|
||||
.status_good_frame()
|
||||
);
|
||||
|
||||
always @* begin
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
|
||||
input_count_next = input_count_reg;
|
||||
|
||||
fail_frame_next = fail_frame_reg;
|
||||
|
||||
s_axis_tready_mask = 1'b0;
|
||||
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd0;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b0;
|
||||
code_fifo_in.tlast = 1'b0;
|
||||
code_fifo_in.tuser = 1'b0;
|
||||
|
||||
data_fifo_in.tdata = s_axis.tdata;
|
||||
data_fifo_in.tvalid = 1'b0;
|
||||
data_fifo_in.tlast = 1'b0;
|
||||
data_fifo_in.tuser = 1'b0;
|
||||
|
||||
case (input_state_reg)
|
||||
INPUT_STATE_IDLE: begin
|
||||
// idle state
|
||||
s_axis_tready_mask = 1'b1;
|
||||
fail_frame_next = 1'b0;
|
||||
|
||||
if (s_axis.tready && s_axis.tvalid) begin
|
||||
// valid input data
|
||||
|
||||
if (s_axis.tdata == 8'd0 || (s_axis.tlast && s_axis.tuser)) begin
|
||||
// got a zero or propagated error, so store a zero code
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd1;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (s_axis.tlast) begin
|
||||
// last byte, so close out the frame
|
||||
fail_frame_next = s_axis.tuser;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_FINAL_ZERO;
|
||||
end else begin
|
||||
// return to idle to await next segment
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
// got something other than a zero, so store it and init the segment counter
|
||||
input_count_next = 8'd2;
|
||||
data_fifo_in.tdata = s_axis.tdata;
|
||||
data_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (s_axis.tlast) begin
|
||||
// last byte, so store the code and close out the frame
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd2;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (APPEND_ZERO) begin
|
||||
// zero frame mode, need to add a zero code to end the frame
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_APPEND_ZERO;
|
||||
end else begin
|
||||
// normal frame mode, close out the frame
|
||||
data_fifo_in.tlast = 1'b1;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
// await more segment data
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
INPUT_STATE_SEGMENT: begin
|
||||
// encode segment
|
||||
s_axis_tready_mask = 1'b1;
|
||||
fail_frame_next = 1'b0;
|
||||
|
||||
if (s_axis.tready && s_axis.tvalid) begin
|
||||
// valid input data
|
||||
|
||||
if (s_axis.tdata == 8'd0 || (s_axis.tlast && s_axis.tuser)) begin
|
||||
// got a zero or propagated error, so store the code
|
||||
code_fifo_in.tdata = input_count_reg;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (s_axis.tlast) begin
|
||||
// last byte, so close out the frame
|
||||
fail_frame_next = s_axis.tuser;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_FINAL_ZERO;
|
||||
end else begin
|
||||
// return to idle to await next segment
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
// got something other than a zero, so store it and increment the segment counter
|
||||
input_count_next = input_count_reg+1;
|
||||
data_fifo_in.tdata = s_axis.tdata;
|
||||
data_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (input_count_reg == 8'd254) begin
|
||||
// 254 bytes in frame, so dump and reset counter
|
||||
code_fifo_in.tdata = input_count_reg+1;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
input_count_next = 8'd1;
|
||||
end
|
||||
if (s_axis.tlast) begin
|
||||
// last byte, so store the code and close out the frame
|
||||
code_fifo_in.tdata = input_count_reg+1;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (APPEND_ZERO) begin
|
||||
// zero frame mode, need to add a zero code to end the frame
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_APPEND_ZERO;
|
||||
end else begin
|
||||
// normal frame mode, close out the frame
|
||||
data_fifo_in.tlast = 1'b1;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
// await more segment data
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
INPUT_STATE_FINAL_ZERO: begin
|
||||
// final zero code required
|
||||
s_axis_tready_mask = 1'b0;
|
||||
|
||||
if (code_fifo_in.tready) begin
|
||||
// push a zero code and close out frame
|
||||
if (fail_frame_reg) begin
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd2;
|
||||
code_fifo_in.tuser = 1'b1;
|
||||
end else begin
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd1;
|
||||
end
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
if (APPEND_ZERO) begin
|
||||
// zero frame mode, need to add a zero code to end the frame
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_APPEND_ZERO;
|
||||
end else begin
|
||||
// normal frame mode, close out the frame
|
||||
code_fifo_in.tlast = 1'b1;
|
||||
fail_frame_next = 1'b0;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_FINAL_ZERO;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
INPUT_STATE_APPEND_ZERO: begin
|
||||
// append zero for zero framing
|
||||
s_axis_tready_mask = 1'b0;
|
||||
|
||||
if (code_fifo_in.tready) begin
|
||||
// push frame termination code and close out frame
|
||||
code_fifo_in.tdata = 8'd0;
|
||||
code_fifo_in.tlast = 1'b1;
|
||||
code_fifo_in.tuser = fail_frame_reg;
|
||||
code_fifo_in.tvalid = 1'b1;
|
||||
fail_frame_next = 1'b0;
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end else begin
|
||||
input_state_next = INPUT_STATE_APPEND_ZERO;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
|
||||
always @* begin
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_IDLE;
|
||||
|
||||
output_count_next = output_count_reg;
|
||||
|
||||
m_axis_tdata_int = 8'd0;
|
||||
m_axis_tvalid_int = 1'b0;
|
||||
m_axis_tlast_int = 1'b0;
|
||||
m_axis_tuser_int = 1'b0;
|
||||
|
||||
code_fifo_out.tready = 1'b0;
|
||||
|
||||
data_fifo_out.tready = 1'b0;
|
||||
|
||||
case (output_state_reg)
|
||||
OUTPUT_STATE_IDLE: begin
|
||||
// idle state
|
||||
|
||||
if (m_axis_tready_int_reg && code_fifo_out.tvalid) begin
|
||||
// transfer out code byte and load counter
|
||||
m_axis_tdata_int = code_fifo_out.tdata;
|
||||
m_axis_tlast_int = code_fifo_out.tlast;
|
||||
m_axis_tuser_int = code_fifo_out.tuser && code_fifo_out.tlast;
|
||||
output_count_next = code_fifo_out.tdata-1;
|
||||
m_axis_tvalid_int = 1'b1;
|
||||
code_fifo_out.tready = 1'b1;
|
||||
if (code_fifo_out.tdata == 8'd0 || code_fifo_out.tdata == 8'd1 || code_fifo_out.tuser) begin
|
||||
// frame termination and zero codes will be followed by codes
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end else begin
|
||||
// transfer out data
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
OUTPUT_STATE_SEGMENT: begin
|
||||
// segment output
|
||||
|
||||
if (m_axis_tready_int_reg && data_fifo_out.tvalid) begin
|
||||
// transfer out data byte and decrement counter
|
||||
m_axis_tdata_int = data_fifo_out.tdata;
|
||||
m_axis_tlast_int = data_fifo_out.tlast;
|
||||
output_count_next = output_count_reg - 1;
|
||||
m_axis_tvalid_int = 1'b1;
|
||||
data_fifo_out.tready = 1'b1;
|
||||
if (output_count_reg == 1) begin
|
||||
// done with segment, get a code byte next
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end else begin
|
||||
// more data to transfer
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end else begin
|
||||
output_state_next = OUTPUT_STATE_SEGMENT;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
|
||||
always @(posedge clk) begin
|
||||
input_state_reg <= input_state_next;
|
||||
output_state_reg <= output_state_next;
|
||||
|
||||
input_count_reg <= input_count_next;
|
||||
output_count_reg <= output_count_next;
|
||||
fail_frame_reg <= fail_frame_next;
|
||||
|
||||
if (rst) begin
|
||||
input_state_reg <= INPUT_STATE_IDLE;
|
||||
output_state_reg <= OUTPUT_STATE_IDLE;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
// output datapath logic
|
||||
reg [7:0] m_axis_tdata_reg = 8'd0;
|
||||
reg m_axis_tvalid_reg = 1'b0, m_axis_tvalid_next;
|
||||
reg m_axis_tlast_reg = 1'b0;
|
||||
reg m_axis_tuser_reg = 1'b0;
|
||||
|
||||
reg [7:0] temp_m_axis_tdata_reg = 8'd0;
|
||||
reg temp_m_axis_tvalid_reg = 1'b0, temp_m_axis_tvalid_next;
|
||||
reg temp_m_axis_tlast_reg = 1'b0;
|
||||
reg temp_m_axis_tuser_reg = 1'b0;
|
||||
|
||||
// datapath control
|
||||
reg store_axis_int_to_output;
|
||||
reg store_axis_int_to_temp;
|
||||
reg store_axis_temp_to_output;
|
||||
|
||||
assign m_axis.tdata = m_axis_tdata_reg;
|
||||
assign m_axis.tkeep = 1'b1;
|
||||
assign m_axis.tstrb = m_axis.tkeep;
|
||||
assign m_axis.tvalid = m_axis_tvalid_reg;
|
||||
assign m_axis.tlast = m_axis_tlast_reg;
|
||||
assign m_axis.tid = '0;
|
||||
assign m_axis.tdest = '0;
|
||||
assign m_axis.tuser = m_axis_tuser_reg;
|
||||
|
||||
// enable ready input next cycle if output is ready or the temp reg will not be filled on the next cycle (output reg empty or no input)
|
||||
assign m_axis_tready_int_early = m_axis.tready || (!temp_m_axis_tvalid_reg && (!m_axis_tvalid_reg || !m_axis_tvalid_int));
|
||||
|
||||
always @* begin
|
||||
// transfer sink ready state to source
|
||||
m_axis_tvalid_next = m_axis_tvalid_reg;
|
||||
temp_m_axis_tvalid_next = temp_m_axis_tvalid_reg;
|
||||
|
||||
store_axis_int_to_output = 1'b0;
|
||||
store_axis_int_to_temp = 1'b0;
|
||||
store_axis_temp_to_output = 1'b0;
|
||||
|
||||
if (m_axis_tready_int_reg) begin
|
||||
// input is ready
|
||||
if (m_axis.tready || !m_axis_tvalid_reg) begin
|
||||
// output is ready or currently not valid, transfer data to output
|
||||
m_axis_tvalid_next = m_axis_tvalid_int;
|
||||
store_axis_int_to_output = 1'b1;
|
||||
end else begin
|
||||
// output is not ready, store input in temp
|
||||
temp_m_axis_tvalid_next = m_axis_tvalid_int;
|
||||
store_axis_int_to_temp = 1'b1;
|
||||
end
|
||||
end else if (m_axis.tready) begin
|
||||
// input is not ready, but output is ready
|
||||
m_axis_tvalid_next = temp_m_axis_tvalid_reg;
|
||||
temp_m_axis_tvalid_next = 1'b0;
|
||||
store_axis_temp_to_output = 1'b1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
always @(posedge clk) begin
|
||||
m_axis_tvalid_reg <= m_axis_tvalid_next;
|
||||
m_axis_tready_int_reg <= m_axis_tready_int_early;
|
||||
temp_m_axis_tvalid_reg <= temp_m_axis_tvalid_next;
|
||||
|
||||
// datapath
|
||||
if (store_axis_int_to_output) begin
|
||||
m_axis_tdata_reg <= m_axis_tdata_int;
|
||||
m_axis_tlast_reg <= m_axis_tlast_int;
|
||||
m_axis_tuser_reg <= m_axis_tuser_int;
|
||||
end else if (store_axis_temp_to_output) begin
|
||||
m_axis_tdata_reg <= temp_m_axis_tdata_reg;
|
||||
m_axis_tlast_reg <= temp_m_axis_tlast_reg;
|
||||
m_axis_tuser_reg <= temp_m_axis_tuser_reg;
|
||||
end
|
||||
|
||||
if (store_axis_int_to_temp) begin
|
||||
temp_m_axis_tdata_reg <= m_axis_tdata_int;
|
||||
temp_m_axis_tlast_reg <= m_axis_tlast_int;
|
||||
temp_m_axis_tuser_reg <= m_axis_tuser_int;
|
||||
end
|
||||
|
||||
if (rst) begin
|
||||
m_axis_tvalid_reg <= 1'b0;
|
||||
m_axis_tready_int_reg <= 1'b0;
|
||||
temp_m_axis_tvalid_reg <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
`resetall
|
||||
Reference in New Issue
Block a user