pwm.vhd

   1 library ieee;
   2 use ieee.std_logic_1164.all;
   3 use ieee.std_logic_arith.all;
   4 use ieee.std_logic_unsigned.all;
   5
   6 --------------------------------------------------------------------------------
   7 -- This entity is a generator of PWM signal.
   8 --
   9 -- PWM bit width is configurable by PWM_WIDTH generic parameter.
  10 --
  11 -- In practice, to generate PWM signal component must be fed by a counter vector
  12 -- (pwm_cnt input) of appropriate width and also period! (One counter can be
  13 -- used by several PWM generators and generated signals are then synchronized.)
  14 --
  15 -- The period of the input counter vector should be by 1 smaller than the count
  16 -- of all possible PWM values, i.e. counter vector should never reaches the
  17 -- maximum possible PWM value, and counting should start from 0. E.g. when full
  18 -- range of PWM values is used, binary counter should be reset just one step
  19 -- before it overflows. In such a case, when PWM value is maximal, output keeps
  20 -- log. 1.
  21 --
  22 -- PWM value is buffered and any change is propageted to the output by the next
  23 -- pwm period - 'pwm_cyc' must by feed.
  24 --------------------------------------------------------------------------------
  25
  26 entity pwm is
  27   generic (
  28     PWM_WIDTH : integer);
  29   port (
  30     clk     : in  std_logic;
  31     reset   : in  std_logic;
  32     din     : in  std_logic_vector (PWM_WIDTH-1 downto 0);
  33     we      : in  std_logic;
  34     -- PWM interface
  35     pwm_cnt : in  std_logic_vector (PWM_WIDTH-1 downto 0);
  36     pwm_cyc : in  std_logic;            -- Indicate new pwm period
  37     pwm     : out std_logic);
  38 end pwm;
  39
  40 --------------------------------------------------------------------------------
  41
  42 architecture behavioral of pwm is
  43
  44   -- Register accessible from bus
  45   signal reg : std_logic_vector (PWM_WIDTH-1 downto 0);
  46   -- Compare value during pwm cycle, loaded from 'reg' when new period begins.
  47   signal cmp : std_logic_vector (PWM_WIDTH-1 downto 0);
  48
  49 --------------------------------------------------------------------------------
  50
  51 begin
  52
  53   -- Peripheral register
  54   PWM_REGISTER : process (clk, reset)
  55   begin
  56     if reset = '1' then
  57       reg <= (others => '0');
  58
  59     elsif rising_edge(clk) then
  60       if we = '1' then
  61         reg <= din;
  62       end if;
  63     end if;
  64   end process;
  65
  66
  67   -- Generation of PWM signal
  68   -- When 'pwm_cyc' is high then new 'cmp' is loaded and 'counter' is reset
  69   -- with next clk edge. Pwm output is delayed by one clock.
  70   PWM_GEN : process (clk, reset)
  71   begin
  72     if reset = '1' then
  73       pwm <= '0';
  74
  75     elsif rising_edge(clk) then
  76       if pwm_cyc = '1' then
  77         cmp <= reg;
  78       end if;
  79
  80       if pwm_cnt < cmp then
  81         pwm <= '1';
  82       else
  83         pwm <= '0';
  84       end if;
  85     end if;
  86   end process;
  87
  88 end behavioral;
  89