openMSP430_uart.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 entity openMSP430_uart is
   7   port (
   8     CLK_24MHz: in std_logic;
   9     RESET: in std_logic;
  10
  11     RXD : out std_logic;
  12     TXD : in std_logic
  13   );
  14 end openMSP430_uart;
  15
  16 --------------------------------------------------------------------------------
  17
  18 architecture rtl of openMSP430_uart is
  19   component openMSP430 is
  20     port(
  21       aclk_en       :  out std_logic;                        -- ACLK enable
  22       dbg_freeze    :  out std_logic;                        -- Freeze peripherals
  23       dbg_uart_txd  :  out std_logic;                        -- Debug interface: UART TXD
  24       dmem_addr     :  out std_logic_vector (8  downto 0);   -- Data Memory address
  25       dmem_cen      :  out std_logic;                        -- Data Memory chip enable (low active)
  26       dmem_din      :  out std_logic_vector (15 downto 0);   -- Data Memory data input
  27       dmem_wen      :  out std_logic_vector (1  downto 0);   -- Data Memory write enable (low active)
  28       irq_acc       :  out std_logic_vector (13 downto 0);   -- Interrupt request accepted (one-hot signal)
  29       mclk          :  out std_logic;                        -- Main system clock
  30       per_addr      :  out std_logic_vector (7  downto 0);   -- Peripheral address
  31       per_din       :  out std_logic_vector (15 downto 0);   -- Peripheral data input
  32       per_wen       :  out std_logic_vector (1  downto 0);   -- Peripheral write enable (high active)
  33       per_en        :  out std_logic;                        -- Peripheral enable (high active)
  34       pmem_addr     :  out std_logic_vector (10 downto 0);   -- Program Memory address
  35       pmem_cen      :  out std_logic;                        -- Program Memory chip enable (low active)
  36       pmem_din      :  out std_logic_vector (15 downto 0);   -- Program Memory data input (optional)
  37       pmem_wen      :  out std_logic_vector (1  downto 0);   -- Program Memory write enable (low active) (optional)
  38       puc           :  out std_logic;                        -- Main system reset
  39       smclk_en      :  out std_logic;                        -- SMCLK enable
  40
  41       dbg_uart_rxd  :  in  std_logic;                        -- Debug interface: UART RXD
  42       dco_clk       :  in  std_logic;                        -- Fast oscillator (fast clock)
  43       dmem_dout     :  in  std_logic_vector (15 downto 0);   -- Data Memory data output
  44       irq           :  in  std_logic_vector (13 downto 0);   -- Maskable interrupts
  45       lfxt_clk      :  in  std_logic;                        -- Low frequency oscillator (typ 32kHz)
  46       nmi           :  in  std_logic;                        -- Non-maskable interrupt (asynchronous)
  47       per_dout      :  in  std_logic_vector (15 downto 0);   -- Peripheral data output
  48       pmem_dout     :  in  std_logic_vector (15 downto 0);   -- Program Memory data output
  49       reset_n       :  in  std_logic                         -- Reset Pin (low active)
  50     );
  51   end component;
  52
  53   component ram_8x512
  54     port (
  55       addr: in std_logic_VECTOR(8 downto 0);
  56       clk: in std_logic;
  57       din: in std_logic_VECTOR(7 downto 0);
  58       dout: out std_logic_VECTOR(7 downto 0);
  59       en: in std_logic;
  60       we: in std_logic
  61     );
  62   end component;
  63
  64   component rom_8x2k
  65     port (
  66       addr: in std_logic_VECTOR(10 downto 0);
  67       clk: in std_logic;
  68       din: in std_logic_VECTOR(7 downto 0);
  69       dout: out std_logic_VECTOR(7 downto 0);
  70       en: in std_logic;
  71       we: in std_logic
  72     );
  73   end component;
  74
  75
  76   component omsp_gpio
  77     generic (
  78       P1_EN : std_logic;
  79       P2_EN : std_logic;
  80       P3_EN : std_logic;
  81       P4_EN : std_logic;
  82       P5_EN : std_logic;
  83       P6_EN : std_logic
  84     );
  85     port(
  86       mclk : in std_logic;
  87       p1_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  88       p2_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  89       p3_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  90       p4_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  91       p5_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  92       p6_din : in std_logic_vector(7 downto 0);
  93       per_addr : in std_logic_vector(7 downto 0);
  94       per_din : in std_logic_vector(15 downto 0);
  95       per_en : in std_logic;
  96       per_wen : in std_logic_vector(1 downto 0);
  97       puc : in std_logic;
  98       irq_port1 : out std_logic;
  99       irq_port2 : out std_logic;
 100       p1_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 101       p1_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 102       p1_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 103       p2_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 104       p2_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 105       p2_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 106       p3_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 107       p3_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 108       p3_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 109       p4_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 110       p4_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 111       p4_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 112       p5_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 113       p5_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 114       p5_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 115       p6_dout : out std_logic_vector(7 downto 0);
 116       p6_dout_en : out std_logic_vector(7 downto 0);
 117       p6_sel : out std_logic_vector(7 downto 0);
 118       per_dout : out std_logic_vector(15 downto 0)
 119     );
 120   end component;
 121
 122   component omsp_timerA
 123     port (
 124       irq_ta0     : out std_logic;      -- Timer A interrupt: TACCR0
 125       irq_ta1     : out std_logic;                       -- Timer A interrupt: TAIV, TACCR1, TACCR2
 126       per_dout    : out std_logic_vector (15 downto 0);  -- Peripheral data output
 127       ta_out0     : out std_logic;                       -- Timer A output 0
 128       ta_out0_en  : out std_logic;      -- Timer A output 0 enable
 129       ta_out1     : out std_logic;      -- Timer A output 1
 130       ta_out1_en  : out std_logic;      -- Timer A output 1 enable
 131       ta_out2     : out std_logic;      -- Timer A output 2
 132       ta_out2_en  : out std_logic;      -- Timer A output 2 enable
 133
 134       aclk_en     : in std_logic;       -- ACLK enable (from CPU)
 135       dbg_freeze  : in std_logic;       -- Freeze Timer A counter
 136       inclk       : in std_logic;       -- INCLK external timer clock (SLOW)
 137       irq_ta0_acc : in std_logic;       -- Interrupt request TACCR0 accepted
 138       mclk        : in std_logic;                        -- Main system clock
 139       per_addr    : in std_logic_vector (7  downto 0);   -- Peripheral address
 140       per_din     : in std_logic_Vector (15 downto 0);   -- Peripheral data input
 141       per_en      : in std_logic;                        -- Peripheral enable (high active)
 142       per_wen     : in std_logic_vector (1  downto 0);   -- Peripheral write enable (high active)
 143       puc         : in std_logic;                        -- Main system reset
 144       smclk_en    : in std_logic;       -- SMCLK enable (from CPU)
 145       ta_cci0a    : in std_logic;       -- Timer A capture 0 input A
 146       ta_cci0b    : in std_logic;       -- Timer A capture 0 input B
 147       ta_cci1a    : in std_logic;       -- Timer A capture 1 input A
 148       ta_cci1b    : in std_logic;       -- Timer A capture 1 input B
 149       ta_cci2a    : in std_logic;       -- Timer A capture 2 input A
 150       ta_cci2b    : in std_logic;       -- Timer A capture 2 input B
 151       taclk       : in std_logic        -- TACLK external timer clock (SLOW)
 152     );
 153   end component;
 154
 155   component omsp_quadcount is
 156     port (
 157       mclk        : in  std_logic;
 158       per_addr    : in  std_logic_vector (7  downto 0);
 159       per_din     : in  std_logic_vector (15 downto 0);  -- unused
 160       per_en      : in  std_logic;
 161       per_wen     : in  std_logic_vector (1  downto 0);  -- unused
 162       puc         : in  std_logic;                       -- unused
 163       per_irq_acc : in  std_logic;                       -- unused
 164       per_irq     : out std_logic;                       -- unused
 165       per_dout    : out std_logic_vector (15 downto 0);
 166
 167       qcount      : in  std_logic_vector (31 downto 0)
 168     );
 169   end component;
 170
 171
 172   signal mclk : std_logic;
 173   signal puc : std_logic;
 174   signal aclk_en : std_logic;
 175   signal smclk_en : std_logic;
 176
 177   signal irq_acc : std_logic_vector (13 downto 0);
 178   signal irq : std_logic_vector (13 downto 0);
 179
 180   signal pmem_addr : std_logic_vector (10 downto 0);
 181   signal pmem_dout : std_logic_vector (15 downto 0);
 182   signal pmem_cen   : std_logic;
 183
 184   signal dmem_addr : std_logic_vector (8 downto 0);
 185   signal dmem_cen  : std_logic;
 186   signal dmem_wen  : std_logic_vector (1  downto 0);
 187   signal dmem_din  : std_logic_vector (15 downto 0);
 188   signal dmem_dout : std_logic_vector (15 downto 0);
 189
 190   signal per_din : std_logic_vector (15 downto 0);
 191   signal per_dout : std_logic_Vector (15 downto 0);
 192   signal per_wen : std_logic_vector (1 downto 0);
 193   signal per_en : std_logic;
 194   signal per_addr : std_logic_vector (7 downto 0);
 195
 196
 197   signal gpio_per_dout : std_logic_vector (15 downto 0);
 198   signal timerA_per_dout : std_logic_vector (15 downto 0);
 199   signal omsp_quadcount_dout : std_logic_vector (15 downto 0);
 200
 201   signal irq_ta0 : std_logic;
 202   signal irq_ta1 : std_logic;
 203
 204 --------------------------------------------------------------------------------
 205
 206 begin
 207   openMSP430_0 : openMSP430 port map (
 208     aclk_en       => aclk_en,
 209     dbg_freeze    => open,
 210     dbg_uart_txd  => open,
 211     dmem_addr     => dmem_addr,
 212     dmem_cen      => dmem_cen,
 213     dmem_din      => dmem_din,
 214     dmem_wen      => dmem_wen,
 215     irq_acc       => irq_acc,
 216     mclk          => mclk,
 217     per_addr      => per_addr,
 218     per_din       => per_din,
 219     per_wen       => per_wen,
 220     per_en        => per_en,
 221     pmem_addr     => pmem_addr,
 222     pmem_cen      => pmem_cen,
 223     pmem_din      => open,
 224     pmem_wen      => open,
 225     puc           => puc,
 226     smclk_en      => smclk_en,
 227
 228     dbg_uart_rxd  => '0',
 229     dco_clk       => CLK_24MHz,
 230     dmem_dout     => dmem_dout,
 231     irq           => irq,
 232     lfxt_clk      => '0',
 233     nmi           => '0',
 234     per_dout      => per_dout,
 235     pmem_dout     => pmem_dout,
 236     reset_n       => RESET
 237   );
 238
 239   ram_8x512_hi : ram_8x512 port map (
 240     addr => dmem_addr,
 241     clk => mclk,
 242     din => dmem_din (15 downto 8),
 243     dout => dmem_dout (15 downto 8),
 244     en => dmem_cen,
 245     we => dmem_wen (1)
 246   );
 247
 248   ram_8x512_lo : ram_8x512 port map (
 249     addr => dmem_addr,
 250     clk => mclk,
 251     din => dmem_din (7 downto 0),
 252     dout => dmem_dout (7 downto 0),
 253     en => dmem_cen,
 254     we => dmem_wen (0)
 255   );
 256
 257   rom_8x2k_hi : rom_8x2k port map (
 258     addr => pmem_addr,
 259     clk => mclk,
 260     din => (others => '0'),
 261     dout => pmem_dout (15 downto 8),
 262     en => pmem_cen,
 263     we => '1'
 264   );
 265
 266   rom_8x2k_lo : rom_8x2k port map (
 267     addr => pmem_addr,
 268     clk => mclk,
 269     din => (others => '0'),
 270     dout => pmem_dout (7 downto 0),
 271     en => pmem_cen,
 272     we => '1'
 273   );
 274
 275
 276   omsp_gpio_0 : omsp_gpio
 277     generic map (
 278       P1_EN => '1',  -- Enable Port 1
 279       P2_EN => '1',  -- Enable Port 2
 280       P3_EN => '0',  -- Enable Port 3
 281       P4_EN => '0',  -- Enable Port 4
 282       P5_EN => '0',  -- Enable Port 5
 283       P6_EN => '0'   -- Enable Port 6
 284     )
 285     port map (
 286       irq_port1 => open,
 287       irq_port2 => open,
 288       p1_dout (7 downto 2) => open,
 289       p1_dout (1) => RXD,
 290       p1_dout (0) => open,
 291       p1_dout_en => open,
 292       p1_sel => open,
 293       p2_dout => open,
 294       p2_dout_en => open,
 295       p2_sel => open,
 296       p3_dout => open,
 297       p3_dout_en => open,
 298       p3_sel => open,
 299       p4_dout => open,
 300       p4_dout_en => open,
 301       p4_sel => open,
 302       p5_dout => open,
 303       p5_dout_en => open,
 304       p5_sel => open,
 305       p6_dout => open,
 306       p6_dout_en => open,
 307       p6_sel => open,
 308       per_dout => gpio_per_dout,
 309       mclk => mclk,
 310       p1_din => (others => '0'),
 311       p2_din => (others => '0'),
 312       p3_din => (others => '0'),
 313       p4_din => (others => '0'),
 314       p5_din => (others => '0'),
 315       p6_din => (others => '0'),
 316       per_addr => per_addr,
 317       per_din => per_din,
 318       per_en => per_en,
 319       per_wen => per_wen,
 320       puc => puc
 321     );
 322
 323   omsp_timerA_0 : omsp_timerA port map (
 324     irq_ta0     => irq_ta0,
 325     irq_ta1     => irq_ta1,
 326     per_dout    => timerA_per_dout,
 327     ta_out0     => open,
 328     ta_out0_en  => open,
 329     ta_out1     => open,
 330     ta_out1_en  => open,
 331     ta_out2     => open,
 332     ta_out2_en  => open,
 333
 334     aclk_en     => aclk_en,
 335     dbg_freeze  => '0',
 336     inclk       => '0',
 337     irq_ta0_acc => irq_acc (9),
 338     mclk        => mclk,
 339     per_addr    => per_addr,
 340     per_din     => per_din,
 341     per_en      => per_en,
 342     per_wen     => per_wen,
 343     puc         => puc,
 344     smclk_en    => smclk_en,
 345     ta_cci0a    => '0',
 346     ta_cci0b    => TXD,
 347     ta_cci1a    => '0',
 348     ta_cci1b    => '0',
 349     ta_cci2a    => '0',
 350     ta_cci2b    => '0',
 351     taclk       => '0'
 352   );
 353
 354   omsp_quadcount_0 : omsp_quadcount port map (
 355     mclk        => mclk,
 356     per_addr    => per_addr,
 357     per_din     => (others => '0'),
 358     per_en      => per_en,
 359     per_wen     => "00",
 360     puc         => '0',
 361     per_irq_acc => '0',
 362     per_irq     => open,
 363     per_dout    => omsp_quadcount_dout,
 364
 365     qcount      => X"0001E240" -- 123456
 366   );
 367
 368 --------------------------------------------------------------------------------
 369
 370   per_dout <=  gpio_per_dout or timerA_per_dout or omsp_quadcount_dout;
 371
 372   irq <= (9 => irq_ta0,
 373           8 => irq_ta1,
 374           others => '0');
 375
 376 end rtl;
 377