FPGA活用回路＆サンプル記述集（2） ―― モータやLEDを駆動するパワー回路

library ieee;
  use ieee.std_logic_1164.all;
  use ieee.std_logic_arith.all;
  use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity PULSEGEN is
  port(RES_n     : in  std_logic;                   
       CLK       : in  std_logic;
                   
       CYCLE     : in  std_logic_vector(10 downto 0); 
       OFFTIMING : in  std_logic_vector(6 downto 0); 
       START     : in  std_logic;
                   
       CLRSTB    : out std_logic;
                 
       PULSEOUT  : out std_logic
  );
end PULSEGEN;
architecture RTL_PULSEGEN of PULSEGEN is
signal SCLR1, SCLR2 : std_logic;
signal CCOUNT : std_logic_vector(10 downto 0);
signal SEQE : std_logic;
signal COUNTE : std_logic;
signal DCOUNT : std_logic_vector(6 downto 0);
signal ONT, OFFT : std_logic;
begin
-- 分周カウンタ本体
  process(RES_n, CLK, SCLR1, CYCLE, CCOUNT)
  begin
    if RES_n = '0' then
      CCOUNT <= "00000000000";
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        if SCLR1 = '1' then
          CCOUNT <= "00000000000";
        else
          CCOUNT <= CCOUNT + "00000000001";
        end if;
      end if;
    end if;
  end process;
-- 分周比生成
  process(CCOUNT, CYCLE)
  begin
    if CCOUNT = CYCLE then
      SCLR1 <= '1';
    else
      SCLR1 <= '0';
    end if;
  end process;
-- 分周器出力
  process(RES_n, CLK, SCLR1)
  begin
    if RES_n = '0' then
      SEQE <= '0';
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        SEQE <= SCLR1;
      end if;
    end if;
  end process;
-- デューティ・カウンタ更新制御
  process(RES_n, CLK, SEQE, START)
  begin
    if RES_n = '0' then
      COUNTE <= '0';
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        if SEQE = '1' then
          COUNTE <= START;
        end if;
      end if;
    end if;
  end process;
-- デューティ・カウンタ
  process(RES_n, COUNTE, CLK, SCLR2, SEQE, DCOUNT)
  begin
    if RES_n = '0' or COUNTE = '0' then
      DCOUNT <= "0000000";
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        if SEQE = '1' then
          if SCLR2 = '1' then
            DCOUNT <= "0000000";
          else
            DCOUNT <= DCOUNT + "0000001"
          end if;
        end if;
      end if;
    end if;
  end process;
-- デューティ・カウンタ上限検出
  process(DCOUNT)
  begin
    if DCOUNT = "1100011" then
      SCLR2 <= '1';
    else
      SCLR2 <= '0';
    end if;
  end process;
-- ONタイミング比較
  process(DCOUNT)
  begin
    if DCOUNT >= "0000001" then
      ONT <= '1';
    else
      ONT <= '0';
    end if;
  end process;
-- OFFタイミング比較
  process(DCOUNT, OFFTIMING)
  begin
    if DCOUNT >= OFFTIMING then
      OFFT <= '1';
    else
      OFFT <= '0';
    end if;
  end process;
-- パルス出力生成
  process(RES_n, COUNTE, CLK, ONT, OFFT)
  begin
    if RES_n = '0' or COUNTE = '0' then
      PULSEOUT <= '0';
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        PULSEOUT <= ONT and (not OFFT);
      end if;
    end if;
  end process;
-- STARTビット・クリア・ストローブ生成
  process(RES_n, COUNTE, CLK, SEQE, SCLR2)
  begin
    if RES_n = '0' or COUNTE = '0' then
      CLRSTB <= '0';
    else
      if CLK'event and CLK = '1' then
        if SEQE = '1' then
          CLRSTB <= SCLR2;
        end if;
      end if;
    end if;
  end process;
end RTL_PULSEGEN;