HEX-Anzeige mit Ansteuerung+zwei kleine Fragen zu VHDL, ALTERA DE1 board

[GS (chromosoma)]

Hallo.


Gegeben: VHDL Afänger,
         Altera DE1 board mit Cyclon II

Gesucht: Ein 4-Bit Addierer  mit LED-Anzeige für die Ausgabe der Lösung 
in Binär , und 7-Segment Display für die Ausgabe der Lösung in Dezimal.

Stand der Sache:
-Ein 4-Bit Addierer funktioniert einwandfrei, das Ergebnis der Addition 
wird mit LED'S richtig angezeigt!
-EIN 7-Segment element zeigt die erste Zahl des Ergebnises richtig.


Die Kode sieht man unten (Ich habe ein paar bücher über VHDL, und 
verarbeite die Kapiteln in ihre Reiehenfolge durch, deswegen bitte nicht 
fragen wieso ich irgendeine Methode nicht benutze. Ich bin einfach noch 
nicht soweit:)

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;
use ieee.std_logic_signed.all;

ENTITY adder IS
PORT(
SW0,SW1,SW2,SW3 : IN STD_LOGIC;
H0,H1,H2,H3,H4,H5,H6 : OUT STD_LOGIC;
HEX1: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
LED0,LED1,LED2,LED3,LED4: OUT STD_LOGIC;
ENTER: IN STD_LOGIC
);
END adder;

ARCHITECTURE F OF adder IS
 SIGNAL HEXD1: STD_LOGIC_VECTOR (6 downto 0);
 SIGNAL RESULT : STD_LOGIC_VECTOR(4 downto 0);


 BEGIN
 PROCESS(ENTER)
 VARIABLE RE :STD_LOGIC_VECTOR(4 downto 0);
 VARIABLE N1: STD_LOGIC_VECTOR(4 downto 0):="00000";
 VARIABLE N2: STD_LOGIC_VECTOR(4 downto 0) :="00000";
 VARIABLE S : STD_LOGIC:='0';
 BEGIN
 IF(ENTER'EVENT AND ENTER='0') THEN
 IF(S='0') THEN
 ------Zahl 1------
 N1(0):=SW0;
 N1(1):=SW1;
 N1(2):=SW2;
 N1(3):=SW3;
 S:='1';
 
 ELSIF(S='1') THEN
 -----Zahl 2------
 N2(0):=SW0;
 N2(1):=SW1;
 N2(2):=SW2;
 N2(3):=SW3;
 RESULT <= N1+N2;
 RE:= N1+N2;
 LED0 <= RE(0);
 LED1 <= RE(1);
 LED2 <= RE(2);
 LED3 <= RE(3);
 LED4 <= RE(4);
 S:='0';
 END IF;

 END IF;
 END PROCESS;
 ---------HEX DISPLAY AB HIER-----
 ---------HEX1--------------------
 
 WITH RESULT SELECT 
 HEXD1 <= "0111111" WHEN "00000",---0
 "0000110" WHEN "00001",---1
 "1011011" WHEN "00010",---2
 "1001111" WHEN "00011",---3
 "1100110" WHEN "00100",---4
 "1101101" WHEN "00101",---5
 "1111101" WHEN "00110",---6
 "0000111" WHEN "00111",---7
 "1111111" WHEN "01000",---8
 "1101111" WHEN "01001",---9
 "0111111" WHEN "01010",---10
 "1111001" WHEN OTHERS;--- Error
 

 H0 <= NOT HEXD1(0);
 H1 <= NOT HEXD1(1);
 H2 <= NOT HEXD1(2);
 H3 <= NOT HEXD1(3);
 H4 <= NOT HEXD1(4);
 H5 <= NOT HEXD1(5);
 H6 <= NOT HEXD1(6);
 END F;

FRAGEN meinerseits:
-Soll ich jetzt wirklich alle 32 Fälle für das Ergebniss durchgehen, um 
die zweistellige Zahl auf zwei HEX-Displays anzuzeigen? Oder mache ich 
es komplett falsch, und es gibt ein  deutlich einfacherer Weg?


- Für die LED Steuerung habe ich zuerst das hier geschrieben:

RESULT <= N1+N2;
 LED0 <= RESULT(0);
 LED1 <= RESULT(1);
 LED2 <= RESULT(2);
 LED3 <= RESULT(3);
 LED4 <= RESULT(4);

Also OHNE zusätzlicher Variable "RE" für die LED's. Doch so eine Lösung 
funktionierte nicht richtig. Das Ergebnis auf HEX-Display wurde zwar 
immer richtig angezeigt, doch die Lösung in binär  wurde nur noch jeden 
zweiten mal ausgeleuchtet, manchmal sogar verspätet(also die Zahl von 
vorher...)

Liegt es daran, das ich den Signal RESULT nach "außen" führe? Also 
auserhalb des PROCESSES, so dass die LED Zuweisung keine Zeit hat, 
diesen Signal abzugreifen? Sind die Signale  nur einmal "verwendbar"?


UND die Dritte Frage:
Ist es möglich alle Ports in einen ARRAY oder TYP  zu schreiben, so was 
wie:

LEDS:= (LED1,LED2,LED3,LED4)

Damit ich dann später schreiben kann

LEDS <="0101"; und damit direkt die gewünschte LED auf HIGH setze?


Danke für die Aufmerksamkheit und Zeit.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

> FRAGEN meinerseits:
> -Soll ich jetzt wirklich alle 32 Fälle für das Ergebniss durchgehen, um
> die zweistellige Zahl auf zwei HEX-Displays anzuzeigen?
Nein, das ist nicht nötig.
> Oder mache ich es komplett falsch,
Das nicht unbedingt.
> und es gibt ein  deutlich einfacherer Weg?
Das schon. Du machst zu viele Umwege, aber das liegt daran, dass du 
wegen fehlender Erfahrung die einfachen Wege (noch) nicht siehst. Übung 
macht hier den Meister.

> Das Ergebnis auf HEX-Display wurde zwar immer richtig angezeigt,
> doch die Lösung in binär  wurde nur noch jeden zweiten mal
> ausgeleuchtet, manchmal sogar verspätet(also die Zahl von vorher...)
Ich schlage hier mal eine Simulation vor. Der Fehler ist 
höchstwahrscheinlich ein prellender Taster, der als Enter-Taste 
verwendet wird:

 IF(ENTER'EVENT AND ENTER='0') THEN
    IF(S='0') THEN
       ...    
    S:='1';
 ELSIF(S='1') THEN
       ...
    S:='0';
 END IF;

Diese beiden Zustände von S werden pro Tasterbetätigung gleich ein paar 
Mal durchlaufen...

Ich schlage dir vor, ein synchrones Design mit einem Quarztakt 
(20-100MHz) aufzubauen, den Taster einzusynchronisieren und erst dann 
die auswertung zu machen.

> Liegt es daran, das ich den Signal RESULT nach "außen" führe? Also
> auserhalb des PROCESSES, so dass die LED Zuweisung keine Zeit hat,
> diesen Signal abzugreifen?
Nein, es liegt am prellenden Taster. Die Zuweisung braucht keine Zeit, 
weil sie gleichzeitig existiert. Die Zuweisungen sind nur Verbindungen 
im FPGA, da muss nichts ausgeführt werden, die sind einfach immer da.

> Sind die Signale  nur einmal "verwendbar"?
Signale sind beliebig oft lesbar. Beim Schreiben kann es aber mal zu 
Problemen mit einer "Multi Source" kommen (da wirst du dann bei 
Gelegenheit drüber stolpern). Nur Ausgangs-Ports können nicht gelesen 
werden.

> UND die Dritte Frage:
> Ist es möglich alle Ports in einen ARRAY oder TYP  zu schreiben, so was
> wie:
> LEDS:= (LED1,LED2,LED3,LED4)
Ja. Sieh dir mal da die LEDs vom Lauflicht an:
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/61-Lauflicht.html

BTW1:
Man kann in VHDL mit Texteinrückungen der Beschreibung mehr Übersicht 
verleihen.

BTW2:
Wozu unnötigerweise die vielen Variablen?
Siehe den Beitrag "Variable vs Signal"

BTW3:
Entweder die alten Synopsys Libs:
   use ieee.std_logic_1164.all;
   use ieee.std_logic_signed.all;
Oder die genormte Numeric_std:
   use ieee.numeric_std.all;
Aber niemals beide zusammen!
Siehe auch den Beitrag "IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL obsolete"

[GS (chromosoma)]

WOW!
Vielen dank für die ausführliche Antwort. Respekt für die Zeit und 
Mühe:)
Ich werde mich weiterbilden, und höchstwahrscheinlich hier im forum bald 
wiedermelden.

Bis dann.