サウンドFSMの作成(3)

FORMAT機能、DATA機能からコールされるREADCOUNT共通シーケンス及び、そこからコールされるREADMEM共通シーケンスを解説します。

       //  input:  romaddr
       //  output: (romaddr,...,romaddr+3) => dcount;
       //          romaddr + 4 => romaddr;
       //
       rule ruleREADCOUNT (state.func == READCOUNT);

          rule ruleS0 (state.step == S0);
             state.step <= S1;
             ret2 <= ret; // push to stack
             i <= 3;
             workd <= 0;
          endrule

          rule ruleS1 (state.step == S1);
             state <= State_t {cat:state.cat, func:READMEM, step:S0};
             ret <= State_t {cat:state.cat, func:READCOUNT, step:S2};
             worka <= romaddr + i;
          endrule

          rule ruleS2 (state.step == S2);
             if (i == 0) begin
                state <= ret2;
                dcount <= workd<<8 | extend(romdata);
                romaddr <= romaddr + 4;
             end else begin
                state.step <= S1;
                workd <= workd<<8 | extend(romdata);
                i <= i - 1;
             end
          endrule

      endrule // READCOUNT

図示すると、図238.1のようなステート遷移となり、リトルエンディアンで格納されている4バイトの数値を1バイトずつ4回取り出し、dcountにまとめる機能を持ちます。

次にREADMEMはROMから1バイト読み出す共通シーケンスです。当初はwireを用いても階層の上り下りでレイテンシがかかり、7サイクルとなりましたが、後述のmkConnectionを用いたことにより、RTLと同様の3サイクルの設計とすることができました。

上記のREADCOUNTから呼ばれる際はサイクル数は無関係ですが、サウンド再生中は正しいスループットで読み出す必要があるため、過去記事にもあるように、コール元が1サイクルとコール先(READMEM)が3サイクルの4サイクルで1バイトを読み出す前提で、FSMのクロック周波数=176.4KHzを決めています。

       // READ MEM
       //  input:  worka
       //  output: romdata;
       //
       rule ruleREADMEM (state.func == READMEM);

          rule ruleS0 (state.step == S0);
             addr <= worka;
             state.step <= S1;
          endrule

          rule ruleS1 (state.step == S1); // ROM address phase
             state.step <= S2;
          endrule

          rule ruleS2 (state.step == S2); // ROM data phase
             data <= romdata;
             state <= ret;
          endrule

        endrule // READMEM
 

前のブログ 次のブログ