KiKi的博客

 在Xilinx的EDK下，Platform generator是不直接支持三态的inout端口的。意思说我在设计中定义了三态的inout端口，如果不经过特殊的配置话，是无法综合的。

例如：

我需要在总线上添加一个外围设备，该设备是通过IIC来配置板间设备，如CH7301（DVI输出芯片），AD9980（8bit 显示接口芯片）。这个时候我得定义IIC的两个接口：SCL和SDA；

一般的三态inout端口在VHDL下可以这样定义：

signal SCL : inout std_logic;
signal SDA : inout std_logic;
…..
SCL <= SCL_PAD_O when (SCL_OE='0’) else ‘Z’;        -- ‘Z’必须大写，
SDA <= SDA_PAD_O when(SDA_OE=‘0’) else ‘Z’;
SCL_PAD_I <= SCL;
SDA_PAD_I <= SDA;

图1. SCL三态端口

图2.SDA三态端口

上面的定义在ISE工程下没有问题，会综合可以得到如图3的原理图。但是在EDK工程下需要做一定的修改。

首先在顶层中定义如下端口（以VHDL为例）：

SDA_PAD_I           : in  std_logic;
SDA_PAD_O         : out std_logic;
SDA_OE              : out std_logic;
SCL_PAD_I          : in  std_logic;
SCL_PAD_O        : out std_logic;
SCL_EN             : out std_logic;

最终这6个逻辑上的端口需要定义到2个三态的INOUT端口上，那应该如何修改呢？这个时候就需要*.mpd文件，即Microprocessor Peripheral Description文件（详见参考2）。

自定义的IP core会在生成一个pcores 目录，下面一般有/data,/hdl,/netlist，*.mpd文件会在/data目录下面，需要添加的内容如下：

PORT SDA_PAD_I = "", DIR = I
PORT SDA_PAD_O = "", DIR = O
PORT SDA_OE = "", DIR = O
PORT SCL_PAD_I = "", DIR = I
PORT SCL_PAD_O = "", DIR = O
PORT SCL_PAD_T = "", DIR = O
PORT SDA = "", DIR = IO, THREE_STATE = TRUE, TRI_I = SDA_PAD_I, TRI_O = SDA_PAD_O, TRI_T = SDA_OE, ENABLE=SINGLE
PORT SCL = "", DIR = IO, THREE_STATE = TRUE, TRI_I = SCLK_PAD_I, TRI_O = SCL_PAD_O, TRI_T = SCLK_OE, ENABLE=SINGLE

然后将SDA和SCL端口设置为external port，即跟FPGA外部相连，最后的综合得到的物理端口为SDA和SCL，就是三态inout端口了。如图3 所示。

图3. 三态端口的BUF原理图

Ref：

1. Problems about Tri-state INOUT ports in user-created peripheral with virtex5
2. Platform Specification Fotmat Reference Manual, Xilinx