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firmware/FAD/FACT_FAD_20MHz_VAR_PS/FACT_FAD_lib/hdl
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    r10172 r10174  
    2121
    2222entity data_generator is
    23   generic(
    24     RAM_ADDR_WIDTH : integer := 12
    25   );
    26    port(
    27 --      led            : OUT    std_logic_vector (7 DOWNTO 0) := (OTHERS => '0');
    28 
    29       clk            : in     std_logic;
    30       data_out       : out    std_logic_vector (63 downto 0);
    31       addr_out       : out    std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH-1 downto 0);
    32       write_ea       : out    std_logic_vector (0 downto 0) := "0";
    33       ram_start_addr : in    std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH-1 downto 0);
    34       ram_write_ea : in std_logic;
    35       ram_write_ready : out std_logic := '0';
    36       -- --
    37       ram_write_ready_ack : IN std_logic;
    38       -- --
    39       config_start_mm, config_start_cm, config_start_spi : out std_logic := '0';
    40       config_ready_mm, config_ready_cm, config_ready_spi : in std_logic;
    41       config_started_mm, config_started_cm, config_started_spi : in std_logic;
    42       roi_array : in roi_array_type;
    43       roi_max : in roi_max_type;
    44       sensor_array : in sensor_array_type;
    45       sensor_ready : in std_logic;
    46       dac_array : in dac_array_type;
    47      
    48       -- EVT HEADER - part 1
    49       package_length : in std_logic_vector (15 downto 0);
    50       pll_lock                                                  : in std_logic_vector ( 3 downto 0);
    51       --
    52            
    53       -- EVT HEADER - part 2  --> FTM trigger informaton, comes in late ...
    54       -- during EVT header wrinting, this field is left out ... and only written into event header,
    55       -- when the DRS chip were read out already.
    56       FTM_RS485_ready : in std_logic;
    57       FTM_trigger_info : in std_logic_vector (55 downto 0); --7 byte
    58       --
    59      
    60                         -- EVT HEADER - part 3
    61       fad_event_counter     : in std_logic_vector (31 downto 0);
    62       refclk_counter    : in std_logic_vector (11 downto 0);
    63       refclk_too_high: in std_logic;
    64       refclk_too_low : in std_logic;
    65       --
    66      
    67       -- EVT HEADER - part 4
    68       board_id       : in std_logic_vector (3 downto 0);
    69       crate_id       : in std_logic_vector (1 downto 0);
    70       DCM_PS_status     : in std_logic_vector (7 downto 0);
    71       TRG_GEN_div                                       : in std_logic_vector (15 downto 0);
    72       --
    73      
    74       -- EVT HEADER - part 5
    75       dna                               : in std_logic_vector (63 downto 0);
    76       --
    77      
    78       -- EVT HEADER - part 6
    79       timer_value : in std_logic_vector (31 downto 0); -- time in units of 100us
    80       --
    81      
    82       trigger        : in std_logic;
    83 --      s_trigger      : in std_logic;
    84       new_config     : in std_logic;
    85       config_started : out std_logic := '0';
    86       adc_data_array : in adc_data_array_type;
    87       adc_oeb : out std_logic := '1';
    88       adc_clk_en : out std_logic := '0';
    89       adc_otr : in std_logic_vector (3 downto 0);
    90       drs_channel_id : out std_logic_vector (3 downto 0) := (others => '0');
    91       -- --
    92 --      drs_dwrite : out std_logic := '1';
    93       drs_readout_ready : out std_logic := '0';
    94       drs_readout_ready_ack : in std_logic;
    95       -- --
    96       drs_clk_en, drs_read_s_cell : out std_logic := '0';
    97 
    98       drs_srin_write_8b : out std_logic := '0';
    99       drs_srin_write_ack : in std_logic;
    100       drs_srin_data : out std_logic_vector (7 downto 0) := (others => '0');
    101       drs_srin_write_ready : in std_logic;
    102 
    103       drs_read_s_cell_ready : in std_logic;
    104       drs_s_cell_array : in drs_s_cell_array_type;
    105      
    106       drs_readout_started : out std_logic := '0'
    107       );
     23generic(
     24        RAM_ADDR_WIDTH : integer := 12
     25);
     26port(
     27        clk                                             : in    std_logic;                                      -- CLK_25.
     28        data_out                                : out   std_logic_vector (63 downto 0);
     29        addr_out                                : out   std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH-1 downto 0);
     30        dataRAM_write_ea_o              : out   std_logic_vector (0 downto 0) := "0";
     31        ram_start_addr                  : in    std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH-1 downto 0);
     32        ram_write_ea                    : in    std_logic;
     33        ram_write_ready                 : out   std_logic := '0';
     34       
     35        ram_write_ready_ack             : IN    std_logic;
     36       
     37        config_start_mm                 : out   std_logic := '0';
     38        config_start_cm                 : out   std_logic := '0';
     39        config_start_spi                : out   std_logic := '0';
     40        config_ready_mm                 : in    std_logic;
     41        config_ready_cm                 : in    std_logic;
     42        config_ready_spi                : in    std_logic;
     43        config_started_mm               : in    std_logic;
     44        config_started_cm               : in    std_logic;
     45        config_started_spi              : in    std_logic;
     46        roi_array                               : in    roi_array_type;
     47        roi_max                                 : in    roi_max_type;
     48        sensor_array                    : in    sensor_array_type;
     49        sensor_ready                    : in    std_logic;
     50        dac_array                               : in    dac_array_type;
     51
     52-- EVT HEADER - part 1
     53        package_length                  : in    std_logic_vector (15 downto 0);
     54        pll_lock                                : in    std_logic_vector ( 3 downto 0);
     55
     56-- EVT HEADER - part 2  --> FTM trigger informaton, comes in late ...
     57-- during EVT header wrinting, this field is left out ... and only written into event header,
     58-- when the DRS chip were read out already.
     59        FTM_RS485_ready                 : in    std_logic;
     60        FTM_trigger_info                : in    std_logic_vector (55 downto 0); --7 byte
     61
     62-- EVT HEADER - part 3
     63        fad_event_counter               : in    std_logic_vector (31 downto 0);
     64        refclk_counter                  : in    std_logic_vector (11 downto 0);
     65        refclk_too_high                 : in    std_logic;
     66        refclk_too_low                  : in    std_logic;
     67
     68-- EVT HEADER - part 4
     69        board_id                                : in    std_logic_vector (3 downto 0);
     70        crate_id                                : in    std_logic_vector (1 downto 0);
     71        DCM_PS_status                   : in    std_logic_vector (7 downto 0);
     72        TRG_GEN_div                             : in    std_logic_vector (15 downto 0);
     73
     74-- EVT HEADER - part 5
     75        dna                                             : in    std_logic_vector (63 downto 0);
     76
     77-- EVT HEADER - part 6
     78        timer_value                             : in    std_logic_vector (31 downto 0); -- time in units of 100us
     79
     80        trigger                                 : in    std_logic;
     81        start_config_chain              : in    std_logic;                              -- here W5300_MODUL can start the whole config chain
     82        config_chain_done               : out   std_logic;
     83       
     84        adc_data_array                  : in    adc_data_array_type;
     85        adc_output_enable_inverted                                      : out   std_logic := '1';
     86        adc_clk_en                              : out   std_logic := '0';
     87        adc_otr                                 : in    std_logic_vector (3 downto 0);
     88        drs_channel_id                  : out   std_logic_vector (3 downto 0) := (others => '0');
     89
     90--drs_dwrite : out std_logic := '1';
     91        drs_readout_ready               : out   std_logic := '0';
     92        drs_readout_ready_ack   : in    std_logic;
     93        drs_clk_en                              : out   std_logic := '0';
     94        start_read_drs_stop_cell: out   std_logic := '0';
     95
     96        drs_srin_write_8b               : out   std_logic := '0';
     97        drs_srin_write_ack              : in    std_logic;
     98        drs_srin_data                   : out   std_logic_vector (7 downto 0) := (others => '0');
     99        drs_srin_write_ready    : in    std_logic;
     100
     101        drs_read_s_cell_ready   : in    std_logic;
     102        drs_s_cell_array                : in    drs_s_cell_array_type;
     103
     104        drs_readout_started             : out   std_logic := '0'
     105);
    108106end data_generator ;
    109107
    110108architecture Behavioral of data_generator is
    111109
    112 type state_generate_type is (INIT, CONFIG, CONFIG1, CONFIG2,CONFIG3, CONFIG4, CONFIG5, CONFIG6, CONFIG7,
    113                                 WRITE_DATA_IDLE,
    114                                 WRITE_HEADER, WRITE_FTM_INFO, WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER, WRITE_BOARD_ID,
    115                                 WRITE_DNA, WRITE_TIMER, WRITE_TEMPERATURES,
    116                                 WRITE_DAC1, WRITE_DAC2,
    117                                 WAIT_FOR_STOP_CELL,
    118                                 START_DRS_READING,
    119                                 WRITE_CHANNEL_ID, WRITE_START_CELL, WRITE_ROI, WRITE_FILLING,
    120                                 WAIT_FOR_ADC, WRITE_ADC_DATA,
    121                                 WRITE_EXTERNAL_TRIGGER,
    122                                 WRITE_END_FLAG,
    123                                 WRITE_DATA_END, WRITE_DATA_END_WAIT,
    124                                 WRITE_DATA_STOP, WRITE_DATA_STOP1);
    125 
    126 signal state_generate : state_generate_type := INIT;
     110type state_generate_type is (
     111        CONFIG_CHAIN_START,             -- WRITE_DATA_IDLE branches into this state, if needed.
     112        CONFIG_MEMORY_MANAGER,
     113        CONFIG_SPI_INTERFACE,
     114        WAIT_FOR_CONFIG_SPI_INTERFACE,
     115        CONFIG_DRS_01,                  -- these four states configure the DRS shift registers,
     116        CONFIG_DRS_02,                  -- the make great use of the drs_pulser entity.
     117        CONFIG_DRS_03,                  -- maybe they should be moved into the drs_pulser entity.
     118        WAIT_FOR_DRS_CONFIG_READY,
     119
     120        WRITE_DATA_IDLE,
     121        WRITE_HEADER, WRITE_FTM_INFO, WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER, WRITE_BOARD_ID,
     122        WRITE_DNA, WRITE_TIMER, WRITE_TEMPERATURES,
     123        WRITE_DAC1, WRITE_DAC2,
     124        WAIT_FOR_STOP_CELL,
     125        START_DRS_READING,
     126        WRITE_CHANNEL_ID, WRITE_START_CELL, WRITE_ROI, WRITE_FILLING,
     127        WAIT_FOR_ADC, WRITE_ADC_DATA,
     128        WRITE_EXTERNAL_TRIGGER,
     129        WRITE_END_FLAG,
     130        WRITE_DATA_END, WRITE_DATA_END_WAIT,
     131        WRITE_DATA_STOP, WRITE_DATA_STOP1
     132);
     133
     134-- configuration stuff:
     135                -- this flag is set, when ever a rising edge on 'start_config_chain' is detected.
     136                -- this flag is cleared only, when a configuration chain was successfully processed
     137signal start_config_chain_flag : std_logic;
     138signal start_config_chain_sr : std_logic_vector(1 downto 0);
     139
     140signal state_generate : state_generate_type := CONFIG;
    127141signal start_addr : std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH-1 downto 0) := (others => '0');
    128142
    129143signal data_cntr : integer  range 0 to 1024 := 0;
    130 signal evnt_cntr : std_logic_vector (31 downto 0) := (others => '0');
    131144signal addr_cntr : integer range 0 to RAM_SIZE_64B := 0;    -- counts 64 bit words
    132145signal channel_id : integer range 0 to 9 := 0;
    133146signal adc_wait_cnt : integer range 0 to 7 := 0;
    134147
    135 signal trigger_flag :std_logic := '0';
     148signal trigger_sr :std_logic_vector(1 downto 0) := "00";
    136149signal ram_write_ea_flag : std_logic := '0';
    137150signal new_config_int : std_logic := '0';
    138151
     152-- internal signal: to be sampled once and used instead of inputs!
    139153signal roi_max_int : roi_max_type;
    140154
    … …  
    147161begin
    148162        if rising_edge (clk) then
    149                 trigger_flag <= trigger;
     163                start_config_chain_sr <= start_config_chain_sr(0) & start_config_chain;
     164                if (start_config_chain_sr = "01") then
     165                        start_config_chain_flag <= '1';
     166                        config_chain_done = '0';
     167                end if;
     168                trigger_sr <= trigger_sr(0) & trigger; --synching in of asynchrounous trigger signal.
    150169                addr_out <= start_addr + conv_std_logic_vector(addr_cntr, RAM_ADDR_WIDTH);
     170               
    151171                case state_generate is
    152                 when INIT =>
    153                         state_generate <= CONFIG;
    154                 when CONFIG =>
    155                         config_started <= '1';
    156                         if (new_config = '0') then
    157                                 config_started <= '0';
    158                                 -- config config manager
    159                                 config_start_cm <= '1';
    160                                 if (config_started_cm = '1') then
    161                                         config_start_cm <= '0';
    162                                         state_generate <= CONFIG1;
    163                                 end if;
    164                         end if;
    165                 when CONFIG1 =>
     172               
     173                when CONFIG_CHAIN_START =>                                              -- CONFIG_CONTROL_MANAGER
     174                        config_start_cm <= '1';
     175                        if (config_started_cm = '1') then
     176                                config_start_cm <= '0';
     177                                state_generate <= CONFIG_MEMORY_MANAGER;
     178                        end if;
     179                when CONFIG_MEMORY_MANAGER =>                                   -- CONFIG_MEMORY_MANAGER               
    166180                        if (config_ready_cm = '1') then
    167181                                config_start_mm <= '1';
    … …  
    169183                        if (config_started_mm = '1') then
    170184                                config_start_mm <= '0';
    171                                 state_generate <= CONFIG2;
    172                         end if;
    173         when CONFIG2 =>
    174           if (config_ready_mm = '1') then
    175             config_start_spi <= '1';
    176           end if;
    177           if (config_started_spi = '1') then
    178             config_start_spi <= '0';
    179             state_generate <= CONFIG3;
    180           end if;
    181         when CONFIG3 =>
    182           if (config_ready_spi = '1') then
    183             state_generate <= CONFIG4;
    184 --            state_generate <= WRITE_DATA_IDLE;
    185           end if;
    186         -- configure DRS
    187         when CONFIG4 =>
    188           drs_channel_id <= DRS_WRITE_SHIFT_REG;
    189           drs_srin_data <= "11111111";
    190           drs_srin_write_8b <= '1';
    191           if (drs_srin_write_ack = '1') then
    192             drs_srin_write_8b <= '0';
    193             state_generate <= CONFIG5;
    194           end if;
    195         when CONFIG5 =>
    196           if (drs_srin_write_ready = '1') then
    197             roi_max_int <= roi_max;
    198             state_generate <= CONFIG6;
    199           end if;
    200           when CONFIG6 =>
    201             drs_channel_id <= DRS_WRITE_CONFIG_REG;
    202             drs_srin_data <= "11111111";
    203             drs_srin_write_8b <= '1';
    204             if (drs_srin_write_ack = '1') then
    205               drs_srin_write_8b <= '0';
    206               state_generate <= CONFIG7;
    207             end if;
    208           when CONFIG7 =>
    209             if (drs_srin_write_ready = '1') then
    210               drs_channel_id <= DRS_ADDR_IDLE; -- to make sure not to write accidentally into DRS shift registers
    211               roi_max_int <= roi_max;
    212               state_generate <= WRITE_DATA_IDLE;
    213             end if;
    214         -- end configure DRS
    215 
    216         when WRITE_DATA_IDLE =>
    217           if (new_config = '1') then
    218             state_generate <= CONFIG;
    219           end if;
    220 --          if (ram_write_ea = '1' and (trigger_flag = '1' or s_trigger = '1')) then
    221           if (ram_write_ea = '1' and trigger_flag = '1') then
    222             sig_drs_readout_started <= '1'; -- is set to '0' in state WRITE_DAC1
    223             -- stop drs, dwrite low
    224             -- drs_dwrite <= '0';
    225             -- start reading of drs stop cell
    226             drs_read_s_cell <= '1';
    227             -- enable adc output
    228             adc_oeb <= '0';
    229             -- switch on ADC_CLK
    230             adc_clk_en <= '1';
    231             start_addr <= ram_start_addr;
    232             state_generate <= WRITE_HEADER;
    233             evnt_cntr <= evnt_cntr + 1;
    234           end if;
    235                                 when WRITE_HEADER =>
    236                                   write_ea <= "1";
    237           data_out <= X"000" & pll_lock & PACKAGE_VERSION & PACKAGE_SUB_VERSION & package_length & X"FB01";
    238                                         addr_cntr <= addr_cntr + 1; 
    239                                         state_generate <= WRITE_FTM_INFO;
     185                                state_generate <= CONFIG_SPI_INTERFACE;
     186                        end if;
     187                when CONFIG_SPI_INTERFACE =>                                    -- CONFIG_SPI_INTERFACE
     188                        if (config_ready_mm = '1') then
     189                                config_start_spi <= '1';
     190                        end if;
     191                        if (config_started_spi = '1') then
     192                                config_start_spi <= '0';
     193                                state_generate <= WAIT_FOR_CONFIG_SPI_INTERFACE;
     194                        end if;
     195                when WAIT_FOR_CONFIG_SPI_INTERFACE =>
     196                        if (config_ready_spi = '1') then
     197                                state_generate <= CONFIG_DRS_01;
     198                        end if;
     199                -- configure DRS
     200                -- all this might be done in the drs_pulser entity
     201                when CONFIG_DRS_01 =>                                                   -- BEGIN CONFIG DRS
     202                        drs_channel_id <= DRS_WRITE_SHIFT_REG;
     203                        drs_srin_data <= "11111111";
     204                        drs_srin_write_8b <= '1';
     205                        if (drs_srin_write_ack = '1') then
     206                                drs_srin_write_8b <= '0';
     207                                state_generate <= CONFIG_DRS_02;
     208                        end if;
     209                when CONFIG_DRS_02 =>
     210                        if (drs_srin_write_ready = '1') then
     211                                state_generate <= CONFIG_DRS_03;
     212                        end if;
     213                when CONFIG_DRS_03 =>
     214                        drs_channel_id <= DRS_WRITE_CONFIG_REG;
     215                        drs_srin_data <= "11111111";
     216                        drs_srin_write_8b <= '1';
     217                        if (drs_srin_write_ack = '1') then
     218                                drs_srin_write_8b <= '0';
     219                                state_generate <= WAIT_FOR_DRS_CONFIG_READY;
     220                        end if;
     221                       
     222                -- last state of CONFIG CHAIN:
     223                        -- here the input roi_max is sampled
     224                        -- all other interesting input signals should be sampled here as well!
     225                when WAIT_FOR_DRS_CONFIG_READY =>                                                       -- END OF CONFIG CHAIN
     226                        if (drs_srin_write_ready = '1') then
     227                                drs_channel_id <= DRS_ADDR_IDLE; -- to make sure not to write accidentally into DRS shift registers
     228                                roi_max_int <= roi_max;
     229                                config_chain_done = '1';
     230                                state_generate <= WRITE_DATA_IDLE;
     231                        end if;
     232                        -- end configure DRS
     233
     234                       
     235                when WRITE_DATA_IDLE =>
     236                        if (start_config_chain_flag = '1') then
     237                                start_config_chain_flag = '0';
     238                                state_generate <= CONFIG_CHAIN_START;
     239                        end if;
     240                        if (ram_write_ea = '1' and trigger_sr = "01") then
     241                                sig_drs_readout_started <= '1'; -- is set to '0' in next state ... just a pulse.
     242                                start_read_drs_stop_cell <= '1';
     243                                adc_output_enable_inverted <= '0';
     244                                -- at this moment the ADC ist beeing clocked.
     245                                -- this is not the start of the readout.
     246                                -- the DRS needs to be clocked as well.
     247                                adc_clk_en <= '1';
     248                                start_addr <= ram_start_addr;
     249                                state_generate <= WRITE_HEADER;
     250                        end if;
     251                when WRITE_HEADER =>
     252                        sig_drs_readout_started <= '0'; -- is set to '1' in state WRITE_DATA_IDLE
     253                        dataRAM_write_ea_o <= "1";
     254                        data_out <= X"000" & pll_lock & PACKAGE_VERSION & PACKAGE_SUB_VERSION & package_length & X"FB01";
     255                        addr_cntr <= addr_cntr + 1; 
     256                        state_generate <= WRITE_FTM_INFO;
    240257                                       
    241                                 when WRITE_FTM_INFO =>
    242                                         -- here we do not write the FTM info ... just jump over it.
    243                                         addr_cntr <= addr_cntr + 1; 
    244                                         state_generate <= WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER;
     258                when WRITE_FTM_INFO =>
     259                        -- THIS is just a dummy STATE just to make reading easier.
     260                        -- at this point normally the FTM RS485 data would be written .. but we do not know it
     261                        -- so here we do not write the FTM info ... just jump over it.
     262                        addr_cntr <= addr_cntr + 1; 
     263                        state_generate <= WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER;
    245264                                       
    246                                 when WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER =>
    247                                 data_out <= X"0000" &
    248                                                                                         refclk_too_high & refclk_too_low & "00" & refclk_counter &
    249                                                 fad_event_counter(15 downto 0) &
    250                                                 fad_event_counter(31 downto 16) ;
    251                                 addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    252                                 state_generate <= WRITE_BOARD_ID;
    253                                 -- crate ID & board ID
    254                                 -- and a lot more...
    255                                         -- info about the phase shifter
    256                                         -- status of the trigger generator
    257         when WRITE_BOARD_ID =>     
    258           data_out <= TRG_GEN_div & X"0000" & X"00" & DCM_PS_status & "000000" & crate_id & "1000" & board_id;
    259           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    260           state_generate <= WRITE_DNA;
    261          
    262         when WRITE_DNA =>
    263                                 data_out <= X"00" & dna(55 downto 0);
    264           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    265           state_generate <= WRITE_TIMER;
    266          
    267         when WRITE_TIMER =>
    268                 data_out <= X"0000" & X"0000" & timer_value; -- 2times 16bit reserved for additional status info
    269                         addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    270                         state_generate <= WRITE_TEMPERATURES;
    271 
    272         when WRITE_TEMPERATURES =>     -- temperatures
    273           if (sensor_ready = '1') then
    274             data_out <= conv_std_logic_vector (sensor_array (3), 16)
    275                       & conv_std_logic_vector (sensor_array (2), 16)
    276                       & conv_std_logic_vector (sensor_array (1), 16)
    277                       & conv_std_logic_vector (sensor_array (0), 16);
    278             addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    279             state_generate <= WRITE_DAC1;
    280           end if;
    281 
    282         when WRITE_DAC1 =>
    283           sig_drs_readout_started <= '0'; -- is set to '1' in state WRITE_DATA_IDLE
    284           data_out <= conv_std_logic_vector (dac_array (3), 16)
    285                     & conv_std_logic_vector (dac_array (2), 16)
    286                     & conv_std_logic_vector (dac_array (1), 16)
    287                     & conv_std_logic_vector (dac_array (0), 16);
    288           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    289           state_generate <= WRITE_DAC2;
    290         when WRITE_DAC2 =>
    291           data_out <= conv_std_logic_vector (dac_array (7), 16)
    292                     & conv_std_logic_vector (dac_array (6), 16)
    293                     & conv_std_logic_vector (dac_array (5), 16)
    294                     & conv_std_logic_vector (dac_array (4), 16);
    295           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    296           state_generate <= WAIT_FOR_STOP_CELL;
    297 
    298         when WAIT_FOR_STOP_CELL =>
    299           drs_read_s_cell <= '0';
    300           if (drs_read_s_cell_ready = '1') then
    301             state_generate <= START_DRS_READING;
    302           end if;
    303        
    304         when START_DRS_READING =>
    305           --drs channel number
    306           drs_channel_id <= conv_std_logic_vector (channel_id, 4);
    307           --starte drs-clocking
    308           --adc_oeb <= '0'; -- nur für Emulator
    309           drs_clk_en <= '1';
    310           adc_wait_cnt <= 0;
    311           state_generate <= WRITE_CHANNEL_ID;
    312 
    313         when WRITE_CHANNEL_ID =>    -- write DRS and Channel IDs
    314           data_out <=  conv_std_logic_vector(3,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4)
    315                     &  conv_std_logic_vector(2,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4)
    316                     &  conv_std_logic_vector(1,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4)
    317                     &  conv_std_logic_vector(0,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4);
    318           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    319           state_generate <= WRITE_START_CELL;
    320         when WRITE_START_CELL =>    -- write start cells
    321           data_out <= "000000" & drs_s_cell_array (3)
    322                     & "000000" & drs_s_cell_array (2)
    323                     & "000000" & drs_s_cell_array (1)
    324                     & "000000" & drs_s_cell_array (0);
    325           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    326           state_generate <= WRITE_ROI;
    327         when WRITE_ROI =>    -- write ROI
    328           data_out <= "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((3) * 9 + channel_id), 11)
    329                     & "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((2) * 9 + channel_id), 11)
    330                     & "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((1) * 9 + channel_id), 11)
    331                     & "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((0) * 9 + channel_id), 11);
    332           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    333           state_generate <= WRITE_FILLING;
    334          
    335                 when WRITE_FILLING =>    -- write FILLING
    336                                                 data_out <= conv_std_logic_vector(0,64); -- filling
    337                                                 addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    338                                                 state_generate <= WAIT_FOR_ADC;
    339  
    340         when WAIT_FOR_ADC =>
    341           -- !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    342           if (adc_wait_cnt < (4 + 3)) then -- anpassen!!!! -- 3 für Simulation, 4 für FPGA???
    343             adc_wait_cnt <= adc_wait_cnt + 1;
    344           else
    345             state_generate <= WRITE_ADC_DATA;
    346           end if;
    347         when WRITE_ADC_DATA =>
    348           if (data_cntr < roi_max (channel_id)) then
    349             data_out <= "000" & adc_otr(3) & adc_data_array(3)
    350                       & "000" & adc_otr(2) & adc_data_array(2)
    351                       & "000" & adc_otr(1) & adc_data_array(1)
    352                       & "000" & adc_otr(0) & adc_data_array(0);
    353 --             data_out <= "00000" & conv_std_logic_vector (data_cntr, 11)
    354 --                          & "00010" & conv_std_logic_vector (data_cntr, 11)
    355 --                          & "00100" & conv_std_logic_vector (data_cntr, 11)
    356 --                          & "00110" & conv_std_logic_vector (data_cntr, 11) ;
    357             addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    358             state_generate <= WRITE_ADC_DATA;
    359             data_cntr <= data_cntr + 1;
    360           else
    361             drs_clk_en <= '0';
    362             --adc_oeb <= '1'; -- nur für Emulator
    363             if (channel_id = 8) then
    364               state_generate <= WRITE_EXTERNAL_TRIGGER;
    365               adc_oeb <= '1';
    366               -- switch off ADC_CLK
    367               adc_clk_en <= '0';
    368             else
    369               channel_id <= channel_id + 1;     -- increment channel_id
    370               state_generate <= START_DRS_READING;
    371               data_cntr <= 0;
    372             end if;
    373           end if;
    374          
    375         when WRITE_EXTERNAL_TRIGGER =>    -- external trigger ID
    376           addr_out <= start_addr + conv_std_logic_vector(1, RAM_ADDR_WIDTH);
    377           data_out <=           FTM_trigger_info(15 downto 0)
    378                                                                                                 & FTM_trigger_info(31 downto 16)
    379                                                                                                 & FTM_trigger_info(47 downto 32)
    380                                                                                                 & X"00" & FTM_trigger_info(55 downto 48);
    381           state_generate <= WRITE_END_FLAG;
    382        
    383                                 when WRITE_END_FLAG =>
    384           data_out <= (63 downto 32 => '0') & X"04FE" & X"4242";
    385           addr_cntr <= addr_cntr + 1;
    386           state_generate <= WRITE_DATA_END;
    387                                 when WRITE_DATA_END =>
    388                                   write_ea <= "0";
    389                                         ram_write_ready <= '1';
    390                                         state_generate <= WRITE_DATA_END_WAIT;
    391                                 when WRITE_DATA_END_WAIT =>
    392           -- --
    393                                   if (ram_write_ready_ack = '1') then
    394                                     state_generate <= WRITE_DATA_STOP;
    395                                     -- --
    396             ram_write_ready <= '0';
    397             -- --
    398                                   end if;
    399                                   -- --
    400                 when WRITE_DATA_STOP =>
    401                   -- --
    402                   if (ram_write_ready_ack = '0') then
    403                   -- --
    404 --            drs_dwrite <= '1';
    405             drs_readout_ready <= '1';
    406                                           data_cntr <= 0;
    407                                           addr_cntr <= 0;
    408                                           channel_id <= 0;
    409                                           state_generate <= WRITE_DATA_STOP1;
    410                                         -- --
    411                                         end if;
    412                                   -- --
    413                                 when WRITE_DATA_STOP1 =>
    414                                   if (drs_readout_ready_ack = '1') then
    415                                     drs_readout_ready <= '0';
    416                                     state_generate <= WRITE_DATA_IDLE;
    417                                   end if;
    418                                 when others =>
    419                                         null;
    420                                        
    421                         end case; -- state_generate
    422                 end if; -- rising_edge (clk)
    423         end process generate_data;
    424 
     265                when WRITE_EVENTCOUNTER_AND_REFCLK_COUNTER =>
     266                        data_out <= X"0000" &
     267                                        refclk_too_high & refclk_too_low & "00" & refclk_counter &
     268                                        fad_event_counter(15 downto 0) &
     269                                        fad_event_counter(31 downto 16) ;
     270                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     271                        state_generate <= WRITE_BOARD_ID;
     272                       
     273                when WRITE_BOARD_ID =>     
     274                        data_out <= TRG_GEN_div &                                                       -- this is a kind of prescaler for the continouus trigger generator
     275                                                X"0000" &                                                               -- this might be the number of soft triggers beeing generated in a 'burst' not implemented yet
     276                                                X"00" & DCM_PS_status & "000000" &              -- number of steps, the phase shifter was shifted...
     277                                                crate_id & "1000" & board_id;                   -- position of the board inside the camera
     278                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     279                        state_generate <= WRITE_DNA;
     280
     281                when WRITE_DNA =>
     282                        data_out <= X"00" & dna(55 downto 0);
     283                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     284                        state_generate <= WRITE_TIMER;
     285
     286                when WRITE_TIMER =>
     287                        data_out <= X"0000" & X"0000" & timer_value; -- 2times 16bit reserved for additional status info
     288                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     289                        state_generate <= WRITE_TEMPERATURES;
     290
     291                -- DANGER: thist state can wait endlessly, if somethings wrong.
     292                when WRITE_TEMPERATURES =>     -- temperatures
     293                        if (sensor_ready = '1') then
     294                                data_out <= conv_std_logic_vector (sensor_array (3), 16) &
     295                                                        conv_std_logic_vector (sensor_array (2), 16) &
     296                                                        conv_std_logic_vector (sensor_array (1), 16) &
     297                                                        conv_std_logic_vector (sensor_array (0), 16);
     298                                addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     299                                state_generate <= WRITE_DAC1;
     300                        end if;
     301
     302                when WRITE_DAC1 =>
     303                        data_out <= conv_std_logic_vector (dac_array (3), 16) &
     304                                                conv_std_logic_vector (dac_array (2), 16) &
     305                                                conv_std_logic_vector (dac_array (1), 16) &
     306                                                conv_std_logic_vector (dac_array (0), 16);
     307                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     308                        state_generate <= WRITE_DAC2;
     309                when WRITE_DAC2 =>
     310                        data_out <= conv_std_logic_vector (dac_array (7), 16) &
     311                                                conv_std_logic_vector (dac_array (6), 16) &
     312                                                conv_std_logic_vector (dac_array (5), 16) &
     313                                                conv_std_logic_vector (dac_array (4), 16);
     314                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     315                        state_generate <= WAIT_FOR_STOP_CELL;
     316
     317                when WAIT_FOR_STOP_CELL =>
     318                        start_read_drs_stop_cell <= '0';
     319                        if (drs_read_s_cell_ready = '1') then
     320                                state_generate <= START_DRS_READING;
     321                        end if;
     322
     323                when START_DRS_READING =>
     324                        --drs channel number
     325                        drs_channel_id <= conv_std_logic_vector (channel_id, 4);
     326                       
     327                        --adc_output_enable_inverted <= '0'; -- nur für Emulator ??????????????????
     328                        -- this has been done earlier already ... why does it need to be repeated?
     329
     330                        --starte drs-clocking
     331                        -- this is an interesting point:
     332                                -- here the DRS clock starts to tick. but only some states later
     333                                -- the ADC data is actually read out.
     334                                -- the reason is, that the ADC has a latency of 7 clock cycles, which means,
     335                                -- when the next rising edge of the DRS clock is produced.
     336                                -- an analog value is put out.
     337                                -- when the next rising edge of the ADC clock is produced.
     338                                -- this very analog value is sampled.
     339                                -- but only seven clock ticks later, the degital result is available.
     340                                -- from that point on, every clock tick produces a valid digital result.
     341                        drs_clk_en <= '1';
     342                        adc_wait_cnt <= 0;
     343                        state_generate <= WRITE_CHANNEL_ID;
     344
     345                when WRITE_CHANNEL_ID =>    -- write DRS and Channel IDs
     346                        data_out <=             conv_std_logic_vector(3,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4) &
     347                                                        conv_std_logic_vector(2,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4) &
     348                                                        conv_std_logic_vector(1,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4) &
     349                                                        conv_std_logic_vector(0,12) & conv_std_logic_vector(channel_id,4);
     350                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     351                        state_generate <= WRITE_START_CELL;
     352                when WRITE_START_CELL =>    -- write start cells
     353                        data_out <=     "000000" & drs_s_cell_array (3) &
     354                                                        "000000" & drs_s_cell_array (2) &
     355                                                        "000000" & drs_s_cell_array (1) &
     356                                                        "000000" & drs_s_cell_array (0);
     357                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     358                        state_generate <= WRITE_ROI;
     359               
     360                when WRITE_ROI =>    -- write ROI
     361                        data_out <=     "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((3) * 9 + channel_id), 11) &
     362                                                "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((2) * 9 + channel_id), 11) &
     363                                                "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((1) * 9 + channel_id), 11) &
     364                                                "00000" & conv_std_logic_vector (roi_array((0) * 9 + channel_id), 11);
     365                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     366                        state_generate <= WRITE_FILLING;
     367
     368                when WRITE_FILLING =>    -- write FILLING
     369                        data_out <= conv_std_logic_vector(0,64); -- filling
     370                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     371                        state_generate <= WAIT_FOR_ADC;
     372
     373                when WAIT_FOR_ADC =>
     374                -- !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
     375                        if (adc_wait_cnt < 4 ) then -- anpassen!!!! -- 3 für Simulation, 4 für FPGA???
     376                                adc_wait_cnt <= adc_wait_cnt + 1;
     377                        else
     378                                state_generate <= WRITE_ADC_DATA;
     379                        end if;
     380                when WRITE_ADC_DATA =>
     381                        if (data_cntr < roi_max_int (channel_id)) then
     382                                data_out <= "000" & adc_otr(3) & adc_data_array(3) &    --exchange ... with data_cntr when testbenching.
     383                                                        "000" & adc_otr(2) & adc_data_array(2) &
     384                                                        "000" & adc_otr(1) & adc_data_array(1) &
     385                                                        "000" & adc_otr(0) & adc_data_array(0);
     386                                addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     387                                state_generate <= WRITE_ADC_DATA;
     388                                data_cntr <= data_cntr + 1;
     389                        else
     390                                drs_clk_en <= '0';
     391                                --adc_output_enable_inverted <= '1'; -- nur für Emulator
     392                                if (channel_id = 8) then
     393                                        state_generate <= WRITE_EXTERNAL_TRIGGER;
     394                                        adc_output_enable_inverted <= '1';
     395                                        -- switch off ADC_CLK
     396                                        adc_clk_en <= '0';
     397                                else
     398                                        channel_id <= channel_id + 1;     -- increment channel_id
     399                                        state_generate <= START_DRS_READING;
     400                                        data_cntr <= 0;
     401                                end if;
     402                        end if;
     403 
     404                when WRITE_EXTERNAL_TRIGGER =>    -- external trigger ID
     405                        addr_out <= start_addr + conv_std_logic_vector(1, RAM_ADDR_WIDTH);
     406                        data_out <=     FTM_trigger_info(15 downto 0) &
     407                                                FTM_trigger_info(31 downto 16) &
     408                                                FTM_trigger_info(47 downto 32) &
     409                                                X"00" & FTM_trigger_info(55 downto 48);
     410                        state_generate <= WRITE_END_FLAG;
     411
     412                when WRITE_END_FLAG =>
     413                        data_out <= conv_std_logic_vector(0, 32) & X"04FE" & X"4242";
     414                        addr_cntr <= addr_cntr + 1;
     415                        state_generate <= WRITE_DATA_END;
     416                when WRITE_DATA_END =>
     417                        dataRAM_write_ea_o <= "0";
     418                                --information to: memory manager.
     419                                -- one Event was completely written into dataRAM.
     420                        ram_write_ready <= '1';                                 
     421                        state_generate <= WRITE_DATA_END_WAIT;
     422                when WRITE_DATA_END_WAIT =>
     423                        -- check if memory manager received the formaer information.
     424                        -- go on to next state.
     425                        if (ram_write_ready_ack = '1') then
     426                                state_generate <= WRITE_DATA_STOP;
     427                                ram_write_ready <= '0';
     428                        end if;
     429                when WRITE_DATA_STOP =>
     430                        if (ram_write_ready_ack = '0') then
     431                                drs_readout_ready <= '1';                       --info to: trigger manager.
     432                                data_cntr <= 0;
     433                                addr_cntr <= 0;
     434                                channel_id <= 0;
     435                                state_generate <= WRITE_DATA_STOP1;
     436                                end if;
     437                when WRITE_DATA_STOP1 =>
     438                        if (drs_readout_ready_ack = '1') then
     439                                drs_readout_ready <= '0';
     440                                state_generate <= WRITE_DATA_IDLE;
     441                        end if;
     442                when others =>
     443                        null;
     444                end case; -- state_generate
     445        end if; -- rising_edge (clk)
     446end process generate_data;
    425447end Behavioral;
    426 
    427 

  • firmware/FAD/FACT_FAD_20MHz_VAR_PS/FACT_FAD_lib/hdl/drs_pulser.vhd

    r9912 r10174  
    99
    1010ENTITY drs_pulser is
    11      port (
    12          -- input CLK; RSRLOAD and SRCLK are derived from this signal
    13          CLK : in std_logic;
    14          -- async reset;
    15          reset : in std_logic;
    16          
    17          start_endless_mode : in std_logic;
    18          start_read_stop_pos_mode : in std_logic;
    19 
    20          SROUT_in_0 : in std_logic;
    21          SROUT_in_1 : in std_logic;
    22          SROUT_in_2 : in std_logic;
    23          SROUT_in_3 : in std_logic;
    24 
    25 --         stop_pos_0 : out std_logic_vector(9 downto 0);
    26 --         stop_pos_1 : out std_logic_vector(9 downto 0);
    27 --         stop_pos_2 : out std_logic_vector(9 downto 0);
    28 --         stop_pos_3 : out std_logic_vector(9 downto 0);
    29           stop_pos : out drs_s_cell_array_type;
    30          stop_pos_valid : out std_logic;
    31 
    32          RSRLOAD : out std_logic;
    33          SRCLK : out std_logic;
    34          busy :out std_logic
    35      );
     11port (
     12        -- input CLK; RSRLOAD and SRCLK are derived from this signal
     13        CLK : in std_logic;
     14        -- async reset;
     15        reset : in std_logic;
     16
     17        start_endless_mode : in std_logic;
     18        start_read_stop_pos_mode : in std_logic;
     19
     20        SROUT_in_0 : in std_logic;
     21        SROUT_in_1 : in std_logic;
     22        SROUT_in_2 : in std_logic;
     23        SROUT_in_3 : in std_logic;
     24
     25        stop_pos : out drs_s_cell_array_type;
     26        stop_pos_valid : out std_logic;
     27
     28        RSRLOAD : out std_logic;
     29        SRCLK : out std_logic;
     30        busy :out std_logic
     31);
    3632end drs_pulser;
    3733

  • firmware/FAD/FACT_FAD_20MHz_VAR_PS/FACT_FAD_lib/hdl/memory_manager_beha.vhd

    r10172 r10174  
    5151      wiz_write_end : OUT std_logic := '0';
    5252      wiz_busy : IN std_logic;
    53             wiz_ack : IN std_logic;
    54             buffer_ram_empty : out std_logic;
     53        wiz_ack : IN std_logic;
     54        buffer_ram_empty : out std_logic;
    5555      ram_start_addr : OUT std_logic_vector (RAM_ADDR_WIDTH_64B-1 DOWNTO 0) := (others => '0')
    5656   );

  • firmware/FAD/FACT_FAD_20MHz_VAR_PS/FACT_FAD_lib/hdl/w5300_modul.vhd

    r10172 r10174  
    3939                -- start entire configuration chain
    4040      new_config : OUT std_logic := '0';
     41          config_chain_done : IN std_logic;
    4142      config_started : in std_logic;
    4243                -- read/write configRAM
    … …  
    599600                                       
    600601                                        when CONFIG =>
    601 --                                        led <= X"F0";
    602                                           new_config <= '1';
    603                                           if (config_started = '1') then
    604 --                                          led <= X"0F";
    605                                             new_config <= '0';
    606                                             state_init <= MAIN;
    607                                           end if;
     602                                                new_config <= '1';
     603                                                state_init <= WAIT_FOR_CONFIG_DONE;
     604                                        when WAIT_FOR_CONFIG_DONE =>
     605                                                new_config <= '0';
     606                                                if (config_chain_done ='1') then
     607                                                        state_init <= MAIN;
     608                                                end if;
     609                                               
    608610                                        -----------------------------------------
    609611          -- MAIN "loop" --------------------------
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.