Controller
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Controller モジュールは基本的に制御用のデータを読み出すだけのモジュールである.
Controller Main BRAM を巡回して読み出し, MOD_SETTINGS / PATTERN_SETTINGS / SILENCER_SETTINGS / SYNC_SETTINGS / DEBUG_SETTINGS として各モジュールへ供給する.
中身は巨大なステートマシンになっている.
これを手で書くのは大変なので, controller.sv は xtask/src/fpga_codegen.rs から cargo xtask fpga gen-controller で自動生成するようにしている (controller.sv を直接編集してはならない).
ADDR_CTL_FLAG (アドレス 0x00) は CPU と FPGA の間のハンドシェイクに使われる.
CPU が設定値を書き込んだ後, 対応する *_SET ビットを立てる.
Controller はそのビットを検出したら設定値を読み出し, 対応するモジュールへ UPDATE を送ったうえで, ビットをクリアする.
CPU 側はビットがクリアされるまでポーリングして待つ (set_and_wait_update).
Controller は ADDR_CTL_FLAG を繰り返し読み出し, 連続する 2 回の読み出し値が一致したときだけその値を採用する.
これは CPU の書き込みとの BRAM のポート衝突で化けた値を拾わないためである.
| ビット | 名前 | 意味 |
|---|---|---|
| 0 | MOD_SET |
Modulation 設定の更新要求 |
| 1 | PATTERN_SET |
Emission 設定の更新要求 |
| 2 | SILENCER_SET |
Silencer 設定の更新要求 |
| 4 | DEBUG_SET |
GPIO Output 設定の更新要求 |
| 5 | SYNC_SET |
同期の更新要求 |
| 8-11 | GPIO_IN_0-3 |
GPIO 入力のソフトウェアエミュレート |
| 12 | FAILSAFE |
出力の停止 (1 の間, すべての振動子の強度を 0 にする) |
| 13 | FORCE_FAN |
ファンの強制動作 |
GPIO_IN_* は実際の GPIO 入力ピンと論理和が取られる.
これにより, GPIO による遷移をソフトウェアからテストできる.
GPIO_IN_*, FAILSAFE, FORCE_FAN はレベルで効くフラグであり, Controller はクリアしない.
Strict Silencer のガード
Section titled “Strict Silencer のガード”MOD_SET / PATTERN_SET / SILENCER_SET では, Controller は設定値をいったん内部のレジスタに読み込み, 検証に通った場合だけ各モジュールへ反映 (UPDATE をアサート) する.
Silencer が固定完了ステップモードかつ strict モード (SILENCER_FLAG_BIT_STRICT_MODE) の場合, 使用中となるバンクの周波数分周比 FREQ_DIV が完了ステップ数 (Modulation は COMPLETION_STEPS_INTENSITY, Emission は COMPLETION_STEPS_INTENSITY と COMPLETION_STEPS_PHASE) より小さくなる設定を拒否する.
拒否した場合は設定を反映しない.
検証の結果は ADDR_SILENCER_SET_RESULT (アドレス 0x06) の, ADDR_CTL_FLAG と同じ位置のビットに書き込まれる (拒否で 1).
Controller はこれを書いてから *_SET ビットをクリアするので, CPU はビットのクリアを確認した後に結果を読む.
Controller は FPGA の状態を ADDR_FPGA_STATE (アドレス 0x01) に書き込む (値が変わったときだけ).
| ビット | 名前 | 意味 |
|---|---|---|
| 0 | THERMAL_ASSERT |
温度センサの出力 |
| 1 | MOD_BANK |
現在の Modulation バンク |
| 2 | PATTERN_BANK |
現在の Emission バンク |
| 3 | PATTERN_MODE |
現在の Emission バンクの CYCLE が 0 (STM でない) のとき 1 |
| 4 | PATTERN_STOPPED |
Emission の有限ループが終わって停止している |
| 5 | MOD_STOPPED |
Modulation の有限ループが終わって停止している |
| 6 | TRANSITION_PENDING |
Emission または Modulation のバンク切り替え待ち |
| 7 | FAILSAFE |
ADDR_CTL_FLAG の FAILSAFE ビットの値 |
| 8-15 | SYNC_RESYNC_COUNT |
Synchronizer が位相カウンタをリセットした回数 |
バージョン番号
Section titled “バージョン番号”Controller は起動時に自身のバージョン番号 (params.svh の VersionNumMajor / VersionNumMinor / VersionNumPatch) を Controller Main BRAM のアドレス FunctionBits) をアドレス ADDR_FUNCTION_BITS) へ書き込む.
現在は FPGA OTA (bit 2), Strict Silencer のガード (bit 3), CPU ウォッチドッグ (bit 4), 同期位相ロック (bit 5) が立っている.