5. Vaja: prikaz grafike iz pomnilnika

Izdelali bomo sistem za prikaz slike iz notranjega pomnilnika BRAM. Sistem bo vseboval IP sinhronizacijsko komponento, komponento za branje pomnilnika, blokovni pomnilnik in komponento za nadzor pomnilnika preko vodila AXI. Izdelavo komponente VGAram v programu Vivado prikazuje video:

Pred izdelavo sistema naredi še enkrat simulacijo VGA sinhronizacijske komponente, kjer opazuj vrednosti koordinat xy, ko je izhodni signal en=1 (ura: 20 ns, čas simulacije: 1000 us). Če je komponenta pravilno narejena, mora biti zgornjih 9 bitov vektorja xy ob začetku impulza -256, ob koncu pa +255, kot prikazuje izsek. Če želimo opazovati vrednosti zgornjih 9 bitov vektorja xy, moramo vektor razširiti (s klikom na +), z levim gumbom miške in tipko Shift izberemo bite od 17 do 9 in naredimo novo vodilo (desni klik, New Virtual Bus), ki mu le še določimo ime in decimalni format prikaza:

Naloga

• Uporabi sistem iz prejšnje laboratorijske vaje, ki vsebuje VGA sinhronizacijsko komponento in dodaj v svojo mapo novo komponento: VGAram_2.0.zip
  
• Odpri blokovni diagram in dodaj novo IP komponento (Add IP) z imenom AXI BRAM Controller, odpri nastavitve in spremeni Number of BRAM interfaces: 1.
  Z  Run Connection Automation naredi povezavo komponente z AXI vmesnikom.
  
  
• Dodaj v blokovni diagram IP z imenom Block Memory Generator ter nastavi Memory Type: True Dual Port RAM
  V diagramu poveži BRAM_PORTA novega bloka na BRAM_PORTA krmilnika axi_bram_ctrl_0.
  
  
• Dodaj novo komponento VGAram in jo ročno poveži z VGAsinh in drugim vhodom blokovnega pomnilnika BRAM_PORTB:
  
  
  
  
• Nad blokovnim diagramom izberi zavihek Address Editor, kjer je za pomnilniški krmilnik axi_bram_ctrl_0 rezervirano 4K naslovnega prostora. Spremeni Range tako, da bo na voljo 256K naslovov:
  
  
  
  
• Shrani blokovni diagram, če je potrebno naredi VHDL wrapper in prevedi sistem: Run Implementation, Generate Bitstream, File > Export > Export Hardware

Aplikacija

Preizkusi delovanje sistema z aplikacijo, ki zapisuje vrednosti v naslovni prostor AXI BRAM krmilnika. Vrednosti lahko pišeš tako, da deklariraš kazalec, mu določiš naslov in vanj zapišeš vrednost.
Npr. prvo točko v prvi vrstici (x=0, y=0) nastaviš na belo barvo takole:

char *p;

p= (char *)XPAR_AXI_BRAM_CTRL_0_S_AXI_BASEADDR;
*p = 0x3f;

 Za nastavitev zadnje točke (x=511, y=0) bi moral popraviti naslov kazalca na vrednost: XPAR_AXI_BRAM_CTRL_0_S_AXI_BASEADDR + 511

• Poskusi kaj se zgodi, če uporabiš kazalec podatkovnega tipa int * in zapisuješ 32 bitno vrednost.

• Naredi funkcijo, ki na zaslon nariše pravokotnik izbrane barve.

Primer

pisanje in branje preko VGAram 3.0