如何在 FPGA (Lattice MachXO3) 中使用内部振荡器？

Question

我正在尝试为 Lattice MachXO3L 分线板制作 Blink-LED 程序。我相信我已经设置了内部振荡器，我只是不知道如何连接到它的输出并使用它，当我尝试时会出错。这是在具有 LED 和开关的分线板上。当开关单向翻转时，它应该以 1Hz 的频率振荡，而当开关向另一向翻转时，它会关闭。

我已阅读 PLL 使用指南并在互联网上搜索答案。我相信我已经很接近了，并且由于对 VHDL 和 FPGA 不熟悉而陷入了一些语法问题。基本上，我的主要代码是'进程和它下面的所有代码。以上内容基本上都是 PLL 使用指南中的内容。

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
library machxo3l;
use machxo3l.all;

entity led_blink is
    port (
        i_switch_1  : in std_logic;
        o_led_1     : out std_logic;
        i_clock     : in std_logic;
        osc_int     : out std_logic
    );
end led_blink;

architecture rtl of led_blink is
    COMPONENT OSCH
    -- synthesis translate_off
    GENERIC (NOM_FREQ: string := "12.09");
    -- synthesis translate on
    PORT (  STDBY:IN std_logic;
            OSC:OUT std_logic);
    END COMPONENT;

    attribute NOM_FREQ : string;
    attribute NOM_FREQ of OSCHinst0 : label is "12.09";

    constant C_CNT_1HZ      : natural := 6000000;

    signal R_CNT_1HZ        : natural range 0 to C_CNT_1HZ;

    signal R_1HZ            : std_logic := '0';

begin

OSCHInst0: OSCH
-- synthesis translate_off
    GENERIC MAP(NOM_FREQ => "12.09")
-- synthesis translate on
    PORT MAP (STDBY => '0',
    OSC             => osc_int
    );

p_1HZ : process (i_clock) is
begin
    if rising_edge(i_clock) then
        if R_CNT_1HZ     = C_CNT_100HZ-1 then
            R_1HZ       <= not R_1Hz;
            R_CNT_1HZ       <= 0;
        else
            R_CNT_1HZ   <= R_CNT_1HZ + 1;
        end if;
    end if;
end process;

osc_int <= i_clock;

o_led_1     <= R_1HZ        when (i_switch_1 = '0') else not R_1HZ;
end rtl;

如果我尝试将osc_int 分配给p_1Hz 进程的敏感度列表，我会收到一条错误消息，指出我无法从输出中读取数据。

只是一个旁注，以防其他观众像我一样感到困惑，从osc_int 驱动i_clock 似乎不合逻辑，因为它使用的分配似乎表明相反的情况发生在osc_int <= i_clock。如果我错了，请纠正我，但它是将输入分配给输出，这对非 hdl 程序员来说似乎很困惑，因为方向是由输入/输出类型决定的，而不是赋值运算符本身。

当我这样做时（将 i_clk 链接到 osc_int），它会保存而不会给我错误，直到我尝试合成代码，它才说i_clock 有多个非三态驱动程序。我能想象这是真的唯一方法是，如果来自名为OSC 的“组件”部分中的“端口”被映射到osc_int，在该单个osc_int <= i_clock; 语句中创建两个都链接到i_clock 的驱动信号.但如果这是真的，你将如何访问时钟的输出？

如果我只是删除 osc_int <= i_clock 语句，它可以工作，只是 LED 常亮/常灭，而不是振荡/常灭。

Answer 1

生成的时钟来自 OSCH 组件内部。那么你不需要任何 i_clock 来实现你想要的。内部振荡器的输出是 OSCH 组件的 OUT 端口。

你可以试试这个：

entity led_blink is
    port (
        i_switch_1  : in std_logic;    -- from the input switch : OK
        o_led_1     : out std_logic    -- to the blinking led   : OK 
    );
end led_blink;
architecture rtl of led_blink is
    COMPONENT OSCH
      -- synthesis translate_off
      GENERIC (NOM_FREQ: string := "12.09");
      -- synthesis translate on
      PORT (  STDBY:IN std_logic;
              OSC:OUT std_logic);
    END COMPONENT;

    attribute NOM_FREQ : string;
    attribute NOM_FREQ of OSCHinst0 : label is "12.09";

    constant C_CNT_1HZ      : natural := 6000000;

    signal R_CNT_1HZ        : natural range 0 to C_CNT_1HZ := 0;

    signal R_1HZ            : std_logic := '0';

begin

OSCHInst0: OSCH
-- synthesis translate_off
    GENERIC MAP(NOM_FREQ => "12.09")
-- synthesis translate on
    PORT MAP (STDBY => '0',
    OSC             => osc_int -- <= this is the 12.09MHz internal clock from the internal oscillator
    );

p_1HZ : process (osc_int) is
begin
    if rising_edge(osc_int) then
        if R_CNT_1HZ     = C_CNT_100HZ-1 then
            R_1HZ       <= not R_1Hz;
            R_CNT_1HZ       <= 0;
        else
            R_CNT_1HZ   <= R_CNT_1HZ + 1;
        end if;
    end if;
end process;


o_led_1     <= R_1HZ        when (i_switch_1 = '0') else '0';
end rtl;