forked from M-Labs/artiq
parent
934c41b90a
commit
c8fd63754a
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@ -0,0 +1,165 @@
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||||||
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import logging
|
||||||
|
import string
|
||||||
|
import unittest
|
||||||
|
|
||||||
|
from migen import *
|
||||||
|
from migen.genlib import io
|
||||||
|
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||||||
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from artiq.gateware.suservo.adc_ser import ADC, ADCParams
|
||||||
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||||||
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||||||
|
class DDROutputImpl(Module):
|
||||||
|
def __init__(self, i1, i2, o, clk):
|
||||||
|
do_clk0 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
do_j1 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
do_j2 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
do_j3 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
self.sync.async += [
|
||||||
|
do_clk0.eq(clk),
|
||||||
|
do_j1.eq(i1),
|
||||||
|
do_j2.eq(i2),
|
||||||
|
If(Cat(do_clk0, clk) == 0b10,
|
||||||
|
o.eq(do_j1),
|
||||||
|
do_j3.eq(do_j2),
|
||||||
|
).Elif(Cat(do_clk0, clk) == 0b01,
|
||||||
|
o.eq(do_j3),
|
||||||
|
)
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class DDROutput:
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def lower(dr):
|
||||||
|
return DDROutputImpl(dr.i1, dr.i2, dr.o, dr.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class DDRInputImpl(Module):
|
||||||
|
def __init__(self, i, o1, o2, clk):
|
||||||
|
di_clk0 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
# SAME_EDGE_PIPELINED is effectively one register for o1
|
||||||
|
# (during rising clock)
|
||||||
|
di_j1 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
di_j2 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
di_j3 = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
self.sync.async += [
|
||||||
|
di_clk0.eq(clk),
|
||||||
|
di_j1.eq(i),
|
||||||
|
If(Cat(di_clk0, clk) == 0b10,
|
||||||
|
di_j3.eq(di_j1),
|
||||||
|
o1.eq(di_j3),
|
||||||
|
o2.eq(di_j2)
|
||||||
|
).Elif(Cat(di_clk0, clk) == 0b01,
|
||||||
|
di_j2.eq(di_j1)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class DDRInput:
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def lower(dr):
|
||||||
|
return DDRInputImpl(dr.i, dr.o1, dr.o2, dr.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class TB(Module):
|
||||||
|
def __init__(self, params):
|
||||||
|
self.params = p = params
|
||||||
|
|
||||||
|
self.sck = Signal()
|
||||||
|
self.clkout = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
self.cnv_b = Signal()
|
||||||
|
|
||||||
|
self.sck_en = Signal()
|
||||||
|
self.sck_en_ret = Signal()
|
||||||
|
|
||||||
|
adc_sck_en = Signal()
|
||||||
|
cd_adc = ClockDomain("adc", reset_less=True)
|
||||||
|
self.clock_domains += cd_adc
|
||||||
|
|
||||||
|
self.sdo = []
|
||||||
|
self.data = [Signal((p.width, True), reset_less=True)
|
||||||
|
for i in range(p.channels)]
|
||||||
|
|
||||||
|
srs = []
|
||||||
|
for i in range(p.lanes):
|
||||||
|
name = "sdo" + string.ascii_lowercase[i]
|
||||||
|
sdo = Signal(name=name, reset_less=True)
|
||||||
|
self.sdo.append(sdo)
|
||||||
|
setattr(self, name, sdo)
|
||||||
|
sr = Signal(p.width*p.channels//p.lanes, reset_less=True)
|
||||||
|
srs.append(sr)
|
||||||
|
self.specials += io.DDROutput(
|
||||||
|
# one for async
|
||||||
|
self._dly(sr[-1], -1), self._dly(sr[-2], -1), sdo)
|
||||||
|
self.sync.adc += [
|
||||||
|
If(adc_sck_en,
|
||||||
|
sr[2:].eq(sr)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
]
|
||||||
|
cnv_b_old = Signal(reset_less=True)
|
||||||
|
self.sync.async += [
|
||||||
|
cnv_b_old.eq(self.cnv_b),
|
||||||
|
If(Cat(cnv_b_old, self.cnv_b) == 0b10,
|
||||||
|
sr.eq(Cat(reversed(self.data[2*i:2*i + 2]))),
|
||||||
|
)
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
adc_clk_rec = Signal()
|
||||||
|
self.comb += [
|
||||||
|
adc_sck_en.eq(self._dly(self.sck_en, 1)),
|
||||||
|
self.sck_en_ret.eq(self._dly(adc_sck_en)),
|
||||||
|
adc_clk_rec.eq(self._dly(self.sck, 1)),
|
||||||
|
self.clkout.eq(self._dly(adc_clk_rec)),
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
def _dly(self, sig, n=0):
|
||||||
|
n += self.params.t_rtt*4//2 # t_{sys,adc,ret}/t_async half rtt
|
||||||
|
dly = Signal(n, reset_less=True)
|
||||||
|
self.sync.async += dly.eq(Cat(sig, dly))
|
||||||
|
return dly[-1]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
params = ADCParams(width=8, channels=4, lanes=2,
|
||||||
|
t_cnvh=3, t_conv=5, t_rtt=4)
|
||||||
|
tb = TB(params)
|
||||||
|
adc = ADC(tb, params)
|
||||||
|
tb.submodules += adc
|
||||||
|
|
||||||
|
def run(tb):
|
||||||
|
dut = adc
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(tb.data):
|
||||||
|
yield ch.eq(i)
|
||||||
|
assert (yield dut.done)
|
||||||
|
yield dut.start.eq(1)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield dut.start.eq(0)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
assert not (yield dut.done)
|
||||||
|
while not (yield dut.done):
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
x = (yield from [(yield d) for d in dut.data])
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(x):
|
||||||
|
assert ch == i, (hex(ch), hex(i))
|
||||||
|
|
||||||
|
run_simulation(tb, [run(tb)],
|
||||||
|
vcd_name="adc.vcd",
|
||||||
|
clocks={
|
||||||
|
"sys": (8, 0),
|
||||||
|
"adc": (8, 0),
|
||||||
|
"ret": (8, 0),
|
||||||
|
"async": (2, 0),
|
||||||
|
},
|
||||||
|
special_overrides={
|
||||||
|
io.DDROutput: DDROutput,
|
||||||
|
io.DDRInput: DDRInput
|
||||||
|
})
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class ADCTest(unittest.TestCase):
|
||||||
|
def test_run(self):
|
||||||
|
main()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
|
||||||
|
main()
|
|
@ -0,0 +1,93 @@
|
||||||
|
import logging
|
||||||
|
import unittest
|
||||||
|
|
||||||
|
from migen import *
|
||||||
|
|
||||||
|
from artiq.gateware.suservo.dds_ser import DDSParams, DDS
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||||||
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||||||
|
|
||||||
|
class TB(Module):
|
||||||
|
def __init__(self, p):
|
||||||
|
self.cs_n = Signal()
|
||||||
|
self.clk = Signal()
|
||||||
|
self.mosi = [Signal() for i in range(p.channels)]
|
||||||
|
for i, m in enumerate(self.mosi):
|
||||||
|
setattr(self, "mosi{}".format(i), m)
|
||||||
|
self.miso = Signal()
|
||||||
|
self.io_update = Signal()
|
||||||
|
|
||||||
|
clk0 = Signal()
|
||||||
|
self.sync += clk0.eq(self.clk)
|
||||||
|
sample = Signal()
|
||||||
|
self.comb += sample.eq(Cat(self.clk, clk0) == 0b01)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.ddss = []
|
||||||
|
for i in range(p.channels):
|
||||||
|
dds = Record([("ftw", 32), ("pow", 16), ("asf", 16), ("cmd", 8)])
|
||||||
|
sr = Signal(len(dds))
|
||||||
|
self.sync += [
|
||||||
|
If(~self.cs_n & sample,
|
||||||
|
sr.eq(Cat(self.mosi[i], sr))
|
||||||
|
),
|
||||||
|
If(self.io_update,
|
||||||
|
dds.raw_bits().eq(sr)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
]
|
||||||
|
self.ddss.append(dds)
|
||||||
|
|
||||||
|
@passive
|
||||||
|
def log(self, data):
|
||||||
|
i = 0
|
||||||
|
while True:
|
||||||
|
i += 1
|
||||||
|
if (yield self.io_update):
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
dat = []
|
||||||
|
for dds in self.ddss:
|
||||||
|
v = yield from [(yield getattr(dds, k))
|
||||||
|
for k in "cmd ftw pow asf".split()]
|
||||||
|
dat.append(v)
|
||||||
|
data.append((i, dat))
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
p = DDSParams(channels=4, width=8 + 32 + 16 + 16, clk=1)
|
||||||
|
tb = TB(p)
|
||||||
|
dds = DDS(tb, p)
|
||||||
|
tb.submodules += dds
|
||||||
|
|
||||||
|
def run(tb):
|
||||||
|
dut = dds
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(dut.profile):
|
||||||
|
yield ch.eq((((0
|
||||||
|
<< 16 | i | 0x20)
|
||||||
|
<< 16 | i | 0x30)
|
||||||
|
<< 32 | i | 0x40))
|
||||||
|
# assert (yield dut.done)
|
||||||
|
yield dut.start.eq(1)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield dut.start.eq(0)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
assert not (yield dut.done)
|
||||||
|
while not (yield dut.done):
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
|
||||||
|
data = []
|
||||||
|
run_simulation(tb, [tb.log(data), run(tb)], vcd_name="dds.vcd")
|
||||||
|
|
||||||
|
assert data[-1][1] == [[0xe, 0x40 | i, 0x30 | i, 0x20 | i] for i in
|
||||||
|
range(4)]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class DDSTest(unittest.TestCase):
|
||||||
|
def test_run(self):
|
||||||
|
main()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
|
||||||
|
main()
|
|
@ -0,0 +1,56 @@
|
||||||
|
import logging
|
||||||
|
import unittest
|
||||||
|
|
||||||
|
from migen import *
|
||||||
|
from artiq.gateware.suservo import iir
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
w_kasli = iir.IIRWidths(state=25, coeff=18, adc=16,
|
||||||
|
asf=14, word=16, accu=48, shift=11,
|
||||||
|
channel=3, profile=5)
|
||||||
|
w = iir.IIRWidths(state=17, coeff=16, adc=16,
|
||||||
|
asf=14, word=16, accu=48, shift=11,
|
||||||
|
channel=2, profile=1)
|
||||||
|
|
||||||
|
def run(dut):
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(dut.adc):
|
||||||
|
yield ch.eq(i)
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(dut.ctrl):
|
||||||
|
yield ch.en_iir.eq(1)
|
||||||
|
yield ch.en_out.eq(1)
|
||||||
|
yield ch.profile.eq(i)
|
||||||
|
for i in range(1 << w.channel):
|
||||||
|
yield from dut.set_state(i, i << 8, coeff="x1")
|
||||||
|
yield from dut.set_state(i, i << 8, coeff="x0")
|
||||||
|
for j in range(1 << w.profile):
|
||||||
|
yield from dut.set_state(i,
|
||||||
|
(j << 1) | (i << 8), profile=j, coeff="y1")
|
||||||
|
for k, l in enumerate("pow offset ftw0 ftw1".split()):
|
||||||
|
yield from dut.set_coeff(i, profile=j, coeff=l,
|
||||||
|
value=(i << 12) | (j << 8) | (k << 4))
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
for i in range(1 << w.channel):
|
||||||
|
for j in range(1 << w.profile):
|
||||||
|
for k, l in enumerate("cfg a1 b0 b1".split()):
|
||||||
|
yield from dut.set_coeff(i, profile=j, coeff=l,
|
||||||
|
value=(i << 12) | (j << 8) | (k << 4))
|
||||||
|
yield from dut.set_coeff(i, profile=j, coeff="cfg",
|
||||||
|
value=(i << 0) | (j << 8)) # sel, dly
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
for i in range(10):
|
||||||
|
yield from dut.check_iter()
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
|
||||||
|
dut = iir.IIR(w)
|
||||||
|
run_simulation(dut, [run(dut)], vcd_name="iir.vcd")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class IIRTest(unittest.TestCase):
|
||||||
|
def test_run(self):
|
||||||
|
main()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
|
||||||
|
main()
|
|
@ -0,0 +1,109 @@
|
||||||
|
import logging
|
||||||
|
import unittest
|
||||||
|
|
||||||
|
from migen import *
|
||||||
|
from migen.genlib import io
|
||||||
|
|
||||||
|
from artiq.gateware.test.suservo import test_adc, test_dds
|
||||||
|
from artiq.gateware.suservo import servo
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class ServoSim(servo.Servo):
|
||||||
|
def __init__(self):
|
||||||
|
adc_p = servo.ADCParams(width=16, channels=8, lanes=4,
|
||||||
|
t_cnvh=4, t_conv=57, t_rtt=4)
|
||||||
|
iir_p = servo.IIRWidths(state=25, coeff=18, adc=16,
|
||||||
|
asf=14, word=16, accu=48, shift=11,
|
||||||
|
channel=3, profile=5)
|
||||||
|
dds_p = servo.DDSParams(width=8 + 32 + 16 + 16,
|
||||||
|
channels=adc_p.channels, clk=1)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.submodules.adc_tb = test_adc.TB(adc_p)
|
||||||
|
self.submodules.dds_tb = test_dds.TB(dds_p)
|
||||||
|
|
||||||
|
servo.Servo.__init__(self, self.adc_tb, self.dds_tb,
|
||||||
|
adc_p, iir_p, dds_p)
|
||||||
|
|
||||||
|
def test(self):
|
||||||
|
assert (yield self.done)
|
||||||
|
|
||||||
|
adc = 1
|
||||||
|
x0 = 0x0141
|
||||||
|
yield self.adc_tb.data[adc].eq(x0)
|
||||||
|
channel = 3
|
||||||
|
yield self.iir.adc[channel].eq(adc)
|
||||||
|
yield self.iir.ctrl[channel].en_iir.eq(1)
|
||||||
|
yield self.iir.ctrl[channel].en_out.eq(1)
|
||||||
|
profile = 5
|
||||||
|
yield self.iir.ctrl[channel].profile.eq(profile)
|
||||||
|
x1 = 0x0743
|
||||||
|
yield from self.iir.set_state(adc, x1, coeff="x1")
|
||||||
|
y1 = 0x1145
|
||||||
|
yield from self.iir.set_state(channel, y1,
|
||||||
|
profile=profile, coeff="y1")
|
||||||
|
coeff = dict(pow=0x1333, offset=0x1531, ftw0=0x1727, ftw1=0x1929,
|
||||||
|
a1=0x0135, b0=0x0337, b1=0x0539, cfg=adc | (0 << 3))
|
||||||
|
for ks in "pow offset ftw0 ftw1", "a1 b0 b1 cfg":
|
||||||
|
for k in ks.split():
|
||||||
|
yield from self.iir.set_coeff(channel, value=coeff[k],
|
||||||
|
profile=profile, coeff=k)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
|
||||||
|
yield self.start.eq(1)
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield self.start.eq(0)
|
||||||
|
while not (yield self.dds_tb.io_update):
|
||||||
|
yield
|
||||||
|
yield # io_update
|
||||||
|
|
||||||
|
w = self.iir.widths
|
||||||
|
|
||||||
|
x0 = x0 << (w.state - w.adc - 1)
|
||||||
|
_ = yield from self.iir.get_state(adc, coeff="x1")
|
||||||
|
assert _ == x0, (hex(_), hex(x0))
|
||||||
|
|
||||||
|
offset = coeff["offset"] << (w.state - w.coeff - 1)
|
||||||
|
a1, b0, b1 = coeff["a1"], coeff["b0"], coeff["b1"]
|
||||||
|
out = (
|
||||||
|
0*(1 << w.shift - 1) + # rounding
|
||||||
|
a1*(0 - y1) + b0*(offset - x0) + b1*(offset - x1)
|
||||||
|
) >> w.shift
|
||||||
|
y1 = min(max(0, out), (1 << w.state - 1) - 1)
|
||||||
|
|
||||||
|
_ = yield from self.iir.get_state(channel, profile, coeff="y1")
|
||||||
|
assert _ == y1, (hex(_), hex(y1))
|
||||||
|
|
||||||
|
_ = yield self.dds_tb.ddss[channel].ftw
|
||||||
|
ftw = (coeff["ftw1"] << 16) | coeff["ftw0"]
|
||||||
|
assert _ == ftw, (hex(_), hex(ftw))
|
||||||
|
|
||||||
|
_ = yield self.dds_tb.ddss[channel].pow
|
||||||
|
assert _ == coeff["pow"], (hex(_), hex(coeff["pow"]))
|
||||||
|
|
||||||
|
_ = yield self.dds_tb.ddss[channel].asf
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asf = y1 >> (w.state - w.asf - 1)
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assert _ == asf, (hex(_), hex(asf))
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def main():
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servo = ServoSim()
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run_simulation(servo, servo.test(), vcd_name="servo.vcd",
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clocks={
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"sys": (8, 0),
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"adc": (8, 0),
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"ret": (8, 0),
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"async": (2, 0),
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},
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special_overrides={
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io.DDROutput: test_adc.DDROutput,
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io.DDRInput: test_adc.DDRInput
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})
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class ServoTest(unittest.TestCase):
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def test_run(self):
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main()
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if __name__ == "__main__":
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main()
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