Memory-mapped I/OでUART

Memory-mapped I/O（MMIO）を使ってUART通信を行いたいので、既存のUARTモジュールをレジスタを介してデータを送受信できるように拡張する。

行いたい操作

MMIO UART Coreで行いたい操作は以下の通り。

divisorをセット(writeアクセス）

受信したバイトの読み込み（readアクセス）

受信バッファのデータの破棄（writeアクセス）

受信バッファがemptyかどうか確認（readアクセス）

送信バイトの書き込み（writeアクセス）

送信バッファがfullかどうか確認（readアクセス）

レジスタマップ

以下の4つのレジスタを介して通信を行う。

Offset 0レジスタ（受信データとステータスの読み込み）

読み込みのみ

bit 7-0: 受信データ(8bit)

bit 8: emptyステータス

bit 9: fullステータス

Offset 1（write ボーレートdivisorレジスタ)

読み書き可能

bit 10-0: 11bit divisor value

Offset 2（送信データレジスタ）

書き込みのみ

bit 7-0: 送信データ(8bit)

Offset 3（受信データの破棄）

書き込みのみ

このレジスタにデータを書き込むことで受信バッファの先頭データを破棄して次のデータを先頭に持ってくる

書き込むデータは「ダミーデータ」でOK

バスとMMIO UART Coreとの接続

https://gyazo.com/29857f093db9402a8dc11bc00dc8930e

https://gyazo.com/a19a43937d41fdb8a156888be38980f3

書き込みデータ

w_dataをそのまま各MMIOコアへ接続

アドレス（この資料では11bit）

11bit中の5bitをMMIOコア内のオフセットとして利用することとし、5bit分を各MMIOコアへ接続

11bit中の6bitを「チップセレクタ」と「出力データマルチプレクサ」へ渡す

チップセレクタ（CS）

アドレスの値によってどのMMIOコアを有効化するかを判定、有効化するMMIOコアのcsフラグ（chip selectフラグ）をアサートする

csがアサートされてるコアでのみ、write_enableフラグの処理が有効となる

出力データマルチプレクサ（返ってくるデータ）

各MMIOコアが返したr_dataをマルチプレクサへ渡してやり、アドレスの値によって返すr_dataを切り替える

write_enableフラグとread_enableフラグは各MMIOコアへ接続

入出力インターフェース

input clk

input reset

input read

input write

input (4:0)

（つづく）

メモ

https://gyazo.com/fe3786b41e363e0af9d5b60a8f438c6a