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Add PicoSoC IceBreaker demo
Signed-off-by: Clifford Wolf <clifford@clifford.at>
This commit is contained in:
parent
b634224ccb
commit
1afe3af452
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@ -11,5 +11,13 @@
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||||||
/hx8kdemo_syn.v
|
/hx8kdemo_syn.v
|
||||||
/hx8kdemo_syn_tb.vvp
|
/hx8kdemo_syn_tb.vvp
|
||||||
/hx8kdemo_tb.vvp
|
/hx8kdemo_tb.vvp
|
||||||
|
/icebreaker.asc
|
||||||
|
/icebreaker.bin
|
||||||
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/icebreaker.json
|
||||||
|
/icebreaker.log
|
||||||
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/icebreaker.rpt
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/icebreaker_syn.v
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||||||
|
/icebreaker_syn_tb.vvp
|
||||||
|
/icebreaker_tb.vvp
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||||||
/testbench.vcd
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/testbench.vcd
|
||||||
/cmos.log
|
/cmos.log
|
||||||
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|
@ -33,10 +33,44 @@ hx8kprog: hx8kdemo.bin firmware.bin
|
||||||
hx8kprog_fw: firmware.bin
|
hx8kprog_fw: firmware.bin
|
||||||
iceprog -o 1M firmware.bin
|
iceprog -o 1M firmware.bin
|
||||||
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||||||
|
# ---- iCE40 IceBreaker Board ----
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||||||
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||||||
|
icebsim: icebreaker_tb.vvp firmware.hex
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||||||
|
vvp -N $<
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||||||
|
icebsynsim: icebreaker_syn_tb.vvp firmware.hex
|
||||||
|
vvp -N $<
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|
||||||
|
icebreaker.json: icebreaker.v spimemio.v simpleuart.v picosoc.v ../picorv32.v
|
||||||
|
yosys -ql icebreaker.log -p 'synth_ice40 -top icebreaker -json icebreaker.json' $^
|
||||||
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|
||||||
|
icebreaker_tb.vvp: icebreaker_tb.v icebreaker.v spimemio.v simpleuart.v picosoc.v ../picorv32.v spiflash.v
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||||||
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iverilog -s testbench -o $@ $^ `yosys-config --datdir/ice40/cells_sim.v`
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||||||
|
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||||||
|
icebreaker_syn_tb.vvp: icebreaker_tb.v icebreaker_syn.v spiflash.v
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||||||
|
iverilog -s testbench -o $@ $^ `yosys-config --datdir/ice40/cells_sim.v`
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||||||
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|
icebreaker_syn.v: icebreaker.json
|
||||||
|
yosys -p 'read_json icebreaker.json; write_verilog icebreaker_syn.v'
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||||||
|
icebreaker.asc: icebreaker.pcf icebreaker.json
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|
nextpnr-ice40 --freq 13 --up5k --asc icebreaker.asc --pcf icebreaker.pcf --json icebreaker.json
|
||||||
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||||||
|
icebreaker.bin: icebreaker.asc
|
||||||
|
icetime -d up5k -c 12 -mtr icebreaker.rpt icebreaker.asc
|
||||||
|
icepack icebreaker.asc icebreaker.bin
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||||||
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icebprog: icebreaker.bin firmware.bin
|
||||||
|
iceprog icebreaker.bin
|
||||||
|
iceprog -o 1M firmware.bin
|
||||||
|
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||||||
|
icebprog_fw: firmware.bin
|
||||||
|
iceprog -o 1M firmware.bin
|
||||||
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|
||||||
# ---- Example Firmware ----
|
# ---- Example Firmware ----
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||||||
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|
||||||
firmware.elf: sections.lds start.s firmware.c
|
firmware.elf: sections.lds start.s firmware.c
|
||||||
riscv32-unknown-elf-gcc -march=rv32imc -Wl,-Bstatic,-T,sections.lds,--strip-debug -ffreestanding -nostdlib -o firmware.elf start.s firmware.c
|
riscv32-unknown-elf-gcc -march=rv32ic -Wl,-Bstatic,-T,sections.lds,--strip-debug -ffreestanding -nostdlib -o firmware.elf start.s firmware.c
|
||||||
|
|
||||||
firmware.hex: firmware.elf
|
firmware.hex: firmware.elf
|
||||||
riscv32-unknown-elf-objcopy -O verilog firmware.elf firmware.hex
|
riscv32-unknown-elf-objcopy -O verilog firmware.elf firmware.hex
|
||||||
|
@ -64,6 +98,9 @@ clean:
|
||||||
rm -f firmware.elf firmware.hex firmware.bin cmos.log
|
rm -f firmware.elf firmware.hex firmware.bin cmos.log
|
||||||
rm -f hx8kdemo.blif hx8kdemo.log hx8kdemo.asc hx8kdemo.rpt hx8kdemo.bin
|
rm -f hx8kdemo.blif hx8kdemo.log hx8kdemo.asc hx8kdemo.rpt hx8kdemo.bin
|
||||||
rm -f hx8kdemo_syn.v hx8kdemo_syn_tb.vvp hx8kdemo_tb.vvp
|
rm -f hx8kdemo_syn.v hx8kdemo_syn_tb.vvp hx8kdemo_tb.vvp
|
||||||
|
rm -f icebreaker.json icebreaker.log icebreaker.asc icebreaker.rpt icebreaker.bin
|
||||||
|
rm -f icebreaker_syn.v icebreaker_syn_tb.vvp icebreaker_tb.vvp
|
||||||
|
|
||||||
.PHONY: spiflash_tb hx8kprog hx8kprog_fw hx8ksim hx8ksynsim clean
|
.PHONY: spiflash_tb clean
|
||||||
|
.PHONY: hx8kprog hx8kprog_fw hx8ksim hx8ksynsim
|
||||||
|
.PHONY: icebprog icebprog_fw icebsim icebsynsim
|
||||||
|
|
|
@ -32,7 +32,7 @@ void set_flash_qspi_flag()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint8_t buffer[8];
|
uint8_t buffer[8];
|
||||||
|
|
||||||
#if 0
|
#if 1
|
||||||
uint32_t addr_cr1v = 0x800002;
|
uint32_t addr_cr1v = 0x800002;
|
||||||
|
|
||||||
// Read Any Register (RDAR 65h)
|
// Read Any Register (RDAR 65h)
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,25 @@
|
||||||
|
# 12 MHz clock
|
||||||
|
set_io clk 35
|
||||||
|
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||||||
|
# RS232
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||||||
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set_io ser_rx 6
|
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|
set_io ser_tx 9
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||||||
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|
# SPI Flash
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||||||
|
set_io flash_clk 15
|
||||||
|
set_io flash_csb 16
|
||||||
|
set_io flash_io0 14
|
||||||
|
set_io flash_io1 17
|
||||||
|
set_io flash_io2 12
|
||||||
|
set_io flash_io3 13
|
||||||
|
|
||||||
|
# LEDs (PMOD 2)
|
||||||
|
set_io led1 27
|
||||||
|
set_io led2 25
|
||||||
|
set_io led3 21
|
||||||
|
set_io led4 23
|
||||||
|
set_io led5 26
|
||||||
|
|
||||||
|
# Onboard LEDs
|
||||||
|
set_io ledr_n 11
|
||||||
|
set_io ledg_n 37
|
|
@ -0,0 +1,140 @@
|
||||||
|
/*
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|
* PicoSoC - A simple example SoC using PicoRV32
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|
*
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|
* Copyright (C) 2017 Clifford Wolf <clifford@clifford.at>
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||||||
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*
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||||||
|
* Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
|
||||||
|
* purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
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||||||
|
* copyright notice and this permission notice appear in all copies.
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||||||
|
*
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||||||
|
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
|
||||||
|
* WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
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||||||
|
* MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
|
||||||
|
* ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
|
||||||
|
* WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
|
||||||
|
* ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
|
||||||
|
* OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
|
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|
*
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|
*/
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||||||
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|
||||||
|
module icebreaker (
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
|
||||||
|
output ser_tx,
|
||||||
|
input ser_rx,
|
||||||
|
|
||||||
|
output led1,
|
||||||
|
output led2,
|
||||||
|
output led3,
|
||||||
|
output led4,
|
||||||
|
output led5,
|
||||||
|
|
||||||
|
output ledr_n,
|
||||||
|
output ledg_n,
|
||||||
|
|
||||||
|
output flash_csb,
|
||||||
|
output flash_clk,
|
||||||
|
inout flash_io0,
|
||||||
|
inout flash_io1,
|
||||||
|
inout flash_io2,
|
||||||
|
inout flash_io3
|
||||||
|
);
|
||||||
|
reg [5:0] reset_cnt = 0;
|
||||||
|
wire resetn = &reset_cnt;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
reset_cnt <= reset_cnt + !resetn;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [7:0] leds;
|
||||||
|
|
||||||
|
assign led1 = leds[1];
|
||||||
|
assign led2 = leds[2];
|
||||||
|
assign led3 = leds[3];
|
||||||
|
assign led4 = leds[4];
|
||||||
|
assign led5 = leds[5];
|
||||||
|
|
||||||
|
assign ledr_n = !leds[6];
|
||||||
|
assign ledg_n = !leds[7];
|
||||||
|
|
||||||
|
wire flash_io0_oe, flash_io0_do, flash_io0_di;
|
||||||
|
wire flash_io1_oe, flash_io1_do, flash_io1_di;
|
||||||
|
wire flash_io2_oe, flash_io2_do, flash_io2_di;
|
||||||
|
wire flash_io3_oe, flash_io3_do, flash_io3_di;
|
||||||
|
|
||||||
|
SB_IO #(
|
||||||
|
.PIN_TYPE(6'b 1010_01),
|
||||||
|
.PULLUP(1'b 0)
|
||||||
|
) flash_io_buf [3:0] (
|
||||||
|
.PACKAGE_PIN({flash_io3, flash_io2, flash_io1, flash_io0}),
|
||||||
|
.OUTPUT_ENABLE({flash_io3_oe, flash_io2_oe, flash_io1_oe, flash_io0_oe}),
|
||||||
|
.D_OUT_0({flash_io3_do, flash_io2_do, flash_io1_do, flash_io0_do}),
|
||||||
|
.D_IN_0({flash_io3_di, flash_io2_di, flash_io1_di, flash_io0_di})
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire iomem_valid;
|
||||||
|
reg iomem_ready;
|
||||||
|
wire [3:0] iomem_wstrb;
|
||||||
|
wire [31:0] iomem_addr;
|
||||||
|
wire [31:0] iomem_wdata;
|
||||||
|
reg [31:0] iomem_rdata;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [31:0] gpio;
|
||||||
|
assign leds = gpio;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (!resetn) begin
|
||||||
|
gpio <= 0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
iomem_ready <= 0;
|
||||||
|
if (iomem_valid && !iomem_ready && iomem_addr[31:24] == 8'h 03) begin
|
||||||
|
iomem_ready <= 1;
|
||||||
|
iomem_rdata <= gpio;
|
||||||
|
if (iomem_wstrb[0]) gpio[ 7: 0] <= iomem_wdata[ 7: 0];
|
||||||
|
if (iomem_wstrb[1]) gpio[15: 8] <= iomem_wdata[15: 8];
|
||||||
|
if (iomem_wstrb[2]) gpio[23:16] <= iomem_wdata[23:16];
|
||||||
|
if (iomem_wstrb[3]) gpio[31:24] <= iomem_wdata[31:24];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
picosoc #(
|
||||||
|
.BARREL_SHIFTER(0),
|
||||||
|
.ENABLE_MULDIV(0)
|
||||||
|
) soc (
|
||||||
|
.clk (clk ),
|
||||||
|
.resetn (resetn ),
|
||||||
|
|
||||||
|
.ser_tx (ser_tx ),
|
||||||
|
.ser_rx (ser_rx ),
|
||||||
|
|
||||||
|
.flash_csb (flash_csb ),
|
||||||
|
.flash_clk (flash_clk ),
|
||||||
|
|
||||||
|
.flash_io0_oe (flash_io0_oe),
|
||||||
|
.flash_io1_oe (flash_io1_oe),
|
||||||
|
.flash_io2_oe (flash_io2_oe),
|
||||||
|
.flash_io3_oe (flash_io3_oe),
|
||||||
|
|
||||||
|
.flash_io0_do (flash_io0_do),
|
||||||
|
.flash_io1_do (flash_io1_do),
|
||||||
|
.flash_io2_do (flash_io2_do),
|
||||||
|
.flash_io3_do (flash_io3_do),
|
||||||
|
|
||||||
|
.flash_io0_di (flash_io0_di),
|
||||||
|
.flash_io1_di (flash_io1_di),
|
||||||
|
.flash_io2_di (flash_io2_di),
|
||||||
|
.flash_io3_di (flash_io3_di),
|
||||||
|
|
||||||
|
.irq_5 (1'b0 ),
|
||||||
|
.irq_6 (1'b0 ),
|
||||||
|
.irq_7 (1'b0 ),
|
||||||
|
|
||||||
|
.iomem_valid (iomem_valid ),
|
||||||
|
.iomem_ready (iomem_ready ),
|
||||||
|
.iomem_wstrb (iomem_wstrb ),
|
||||||
|
.iomem_addr (iomem_addr ),
|
||||||
|
.iomem_wdata (iomem_wdata ),
|
||||||
|
.iomem_rdata (iomem_rdata )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
endmodule
|
|
@ -0,0 +1,117 @@
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* PicoSoC - A simple example SoC using PicoRV32
|
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* Copyright (C) 2017 Clifford Wolf <clifford@clifford.at>
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* MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
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* ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
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|
* OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
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*
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||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
`timescale 1 ns / 1 ps
|
||||||
|
|
||||||
|
module testbench;
|
||||||
|
reg clk;
|
||||||
|
always #5 clk = (clk === 1'b0);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam ser_half_period = 53;
|
||||||
|
event ser_sample;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$dumpfile("testbench.vcd");
|
||||||
|
$dumpvars(0, testbench);
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat (6) begin
|
||||||
|
repeat (50000) @(posedge clk);
|
||||||
|
$display("+50000 cycles");
|
||||||
|
end
|
||||||
|
$finish;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
integer cycle_cnt = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
cycle_cnt <= cycle_cnt + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
wire led1, led2, led3, led4, led5;
|
||||||
|
wire ledr_n, ledg_n;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [6:0] leds = {!ledg_n, !ledr_n, led5, led4, led3, led2, led1};
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ser_rx;
|
||||||
|
wire ser_tx;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire flash_csb;
|
||||||
|
wire flash_clk;
|
||||||
|
wire flash_io0;
|
||||||
|
wire flash_io1;
|
||||||
|
wire flash_io2;
|
||||||
|
wire flash_io3;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(leds) begin
|
||||||
|
#1 $display("%b", leds);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
icebreaker uut (
|
||||||
|
.clk (clk ),
|
||||||
|
.led1 (led1 ),
|
||||||
|
.led2 (led2 ),
|
||||||
|
.led3 (led3 ),
|
||||||
|
.led4 (led4 ),
|
||||||
|
.led5 (led5 ),
|
||||||
|
.ledr_n (ledr_n ),
|
||||||
|
.ledg_n (ledg_n ),
|
||||||
|
.ser_rx (ser_rx ),
|
||||||
|
.ser_tx (ser_tx ),
|
||||||
|
.flash_csb(flash_csb),
|
||||||
|
.flash_clk(flash_clk),
|
||||||
|
.flash_io0(flash_io0),
|
||||||
|
.flash_io1(flash_io1),
|
||||||
|
.flash_io2(flash_io2),
|
||||||
|
.flash_io3(flash_io3)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
spiflash spiflash (
|
||||||
|
.csb(flash_csb),
|
||||||
|
.clk(flash_clk),
|
||||||
|
.io0(flash_io0),
|
||||||
|
.io1(flash_io1),
|
||||||
|
.io2(flash_io2),
|
||||||
|
.io3(flash_io3)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [7:0] buffer;
|
||||||
|
|
||||||
|
always begin
|
||||||
|
@(negedge ser_tx);
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat (ser_half_period) @(posedge clk);
|
||||||
|
-> ser_sample; // start bit
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat (8) begin
|
||||||
|
repeat (ser_half_period) @(posedge clk);
|
||||||
|
repeat (ser_half_period) @(posedge clk);
|
||||||
|
buffer = {ser_tx, buffer[7:1]};
|
||||||
|
-> ser_sample; // data bit
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat (ser_half_period) @(posedge clk);
|
||||||
|
repeat (ser_half_period) @(posedge clk);
|
||||||
|
-> ser_sample; // stop bit
|
||||||
|
|
||||||
|
if (buffer < 32 || buffer >= 127)
|
||||||
|
$display("Serial data: %d", buffer);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
$display("Serial data: '%c'", buffer);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endmodule
|
|
@ -61,7 +61,12 @@ module picosoc (
|
||||||
input flash_io2_di,
|
input flash_io2_di,
|
||||||
input flash_io3_di
|
input flash_io3_di
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
parameter [0:0] BARREL_SHIFTER = 1;
|
||||||
|
parameter [0:0] ENABLE_MULDIV = 1;
|
||||||
|
parameter [0:0] ENABLE_COMPRESSED = 1;
|
||||||
|
parameter [0:0] ENABLE_COUNTERS = 1;
|
||||||
parameter [0:0] ENABLE_IRQ_QREGS = 0;
|
parameter [0:0] ENABLE_IRQ_QREGS = 0;
|
||||||
|
|
||||||
parameter integer MEM_WORDS = 256;
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parameter integer MEM_WORDS = 256;
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parameter [31:0] STACKADDR = (4*MEM_WORDS); // end of memory
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parameter [31:0] STACKADDR = (4*MEM_WORDS); // end of memory
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parameter [31:0] PROGADDR_RESET = 32'h 0010_0000; // 1 MB into flash
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parameter [31:0] PROGADDR_RESET = 32'h 0010_0000; // 1 MB into flash
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@ -120,10 +125,11 @@ module picosoc (
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.STACKADDR(STACKADDR),
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.STACKADDR(STACKADDR),
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.PROGADDR_RESET(PROGADDR_RESET),
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.PROGADDR_RESET(PROGADDR_RESET),
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.PROGADDR_IRQ(PROGADDR_IRQ),
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.PROGADDR_IRQ(PROGADDR_IRQ),
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.BARREL_SHIFTER(1),
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.BARREL_SHIFTER(BARREL_SHIFTER),
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.COMPRESSED_ISA(1),
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.COMPRESSED_ISA(ENABLE_COMPRESSED),
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.ENABLE_MUL(1),
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.ENABLE_COUNTERS(ENABLE_COUNTERS),
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.ENABLE_DIV(1),
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.ENABLE_MUL(ENABLE_MULDIV),
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.ENABLE_DIV(ENABLE_MULDIV),
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.ENABLE_IRQ(1),
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.ENABLE_IRQ(1),
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.ENABLE_IRQ_QREGS(ENABLE_IRQ_QREGS)
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.ENABLE_IRQ_QREGS(ENABLE_IRQ_QREGS)
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) cpu (
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) cpu (
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