７セグメントLED表示を実現したい

Question

実現したいこと

ここに実現したいことを箇条書きで書いてください。

• 7セグメントLEDランプを点灯させたい
• 現段階での出力結果

前提

ここに質問の内容を詳しく書いてください。

VerilogHDLで信号のランプ点灯を制御する回路を作っています。
一通りのモジュールを書き終えましたが、以下の問題の意味が分かりません。

問題と目的

意味が分からない問題：
”７セグメント表示部の記述はタスク(led_display)として記述し、これを別のファイル(led_display.tk)に作成します”
→どーゆーこと？

工程↓
DINを入力
→奇数なら(-1)＆偶数なら(/2)と繰り返す
→各演算の結果（DOUT）と演算を行ったカウント（CNT）をディスプレイに表示させる
→ディスプレイ表示は7セグメントとし、ディスプレイの表示例（図）のような結果に出力させたい

現状：現段階での出力結果（一部例図）を参照

目的とブロック図：


現段階での出力結果（一部例）：

回路記述・テストベンチ・実行ディレクトリ

回路記述

//回路記述
// decdiv.v→decdiv2.v
module decdiv2(LD,DIN,RES_X,CLK,DOUT);
    input LD;
    input DIN;
    input RES_X;
    input CLK;
    output DOUT;
    reg [7:0] DOUT;
    reg [7:0] DOUTNEXT;
    wire [7:0] DIN;

    always @(posedge CLK or negedge RES_X) begin
        if (RES_X == 1'b0)
            DOUT <= 1'b0;
        else
            DOUT <= DOUTNEXT;
        end

    always @(LD or DIN or DOUT) begin
        if (LD == 1'b1)
            DOUTNEXT <= DIN;
        else if (LD == 1'b0 && DOUTNEXT%2 == 1)
            DOUTNEXT <= DOUT - 1'b1;
        else if (LD == 1'b1 && DOUTNEXT%2 == 0)
            DOUTNEXT <= DOUT/2;
        end
endmodule

//decdiv_cnt.v→decdiv2_cnt.v
module decdiv2_cnt(DOUT,LD,RES_X,CLK,CNT);
    input LD;
    input RES_X;
    input CLK;
    input [7:0] DOUT;
    output [3:0] CNT;
    reg [3:0] CNT;
    wire [7:0] DOUT;

    always @(posedge CLK or negedge LD) begin
        if (RES_X == 1'b0 || LD == 1'b1)
            CNT <= 4'h0;
        else if (LD == 1'b0 && DOUT >= 7'h1)
            CNT <= CNT + 4'h1;
        else if (DOUT == 0)
            CNT <= CNT;
        else
            CNT <= 4'hx;
        end
endmodule

//led_decode.v
module led_decode(DIN,LED);
    input [3:0] DIN;
    output [6:0] LED;

    reg [6:0] LED;
    always @(DIN) begin
        if (DIN == 4'b0000)     //0
            LED <= 7'b1111110;
        else if (DIN == 4'b0001)//1
            LED <= 7'b0110000;
        else if (DIN == 4'b0010)//2
            LED <= 7'b1101101;
        else if (DIN == 4'b0011)//3
            LED <= 7'b1111001;
        else if (DIN == 4'b0100)//4
            LED <= 7'b0110011;
        else if (DIN == 4'b0101)//5
            LED <= 7'b1011011;
        else if (DIN == 4'b0110)//6
            LED <= 7'b1011111;
        else if (DIN == 4'b0111)//7
            LED <= 7'b1110010;
        else if (DIN == 4'b1000)//8
            LED <= 7'b1111111;
        else if (DIN == 4'b1001)//9
            LED <= 7'b1111011;
        else if (DIN == 4'b1010)//A
            LED <= 7'b1110111;
        else if (DIN == 4'b1011)//b
            LED <= 7'b0011111;
        else if (DIN == 4'b1100)//C
            LED <= 7'b1001110;
        else if (DIN == 4'b1101)//d
            LED <= 7'b0111101;
        else if (DIN == 4'b1110)//E
            LED <= 7'b1001111;
        else if (DIN == 4'b1111)//F
            LED <= 7'b1000111;
        else
            LED <= 7'bxxxxxxx;
        end
endmodule

//decdiv2.v→decdiv3.v
module decdiv3(DIN,LD,RES_X,CLK,DOUT_LED_HI,DOUT_LED_LO,CNT_LED);
    input [7:0] DIN;
    input LD;
    input RES_X;
    input CLK;
    output [6:0] DOUT_LED_HI;
    output [6:0] DOUT_LED_LO;
    output [6:0] CNT_LED;

    wire [3:0] a_hi;
    wire [3:0] a_lo;
    wire [7:0] HI;
    wire [3:0] LO;
    wire [6:0] DOUT_LED_HI;
    wire [6:0] DOUT_LED_LO;
    wire [6:0] CNT_LED;

    assign a_hi = HI[7:4];
    assign a_lo = LO[3:0];

    decdiv2 decdiv_t(.DIN(DIN), .LD(LD), .RES_X(RES_X), .CLK(CLK), .DOUT(HI));

    decdiv2_cnt decdiv2_cnt_t(.DOUT(HI), .LD(LD), .RES_X(RES_X), .CLK(CLK), .CNT(LO));

    led_decode led_decode_hi_t(.DIN(a_hi), .LED(DOUT_LED_HI));

    led_decode led_decode_lo_t(.DIN(a_lo), .LED(DOUT_LED_LO));

    led_decode cnt_led_t(.DIN(LO), .LED(CNT_LED));

endmodule

テストベンチ

//テストベンチ
module decdiv3_tp;
    reg [7:0] DIN;
    reg LD,RES_X,CLK;
    wire [6:0] DOUT_LED_HI;
    wire [6:0] DOUT_LED_LO;
    wire [6:0] CNT_LED;

    integer i,fd;

    parameter STEP = 1000;

    task led_dec; begin
        $display ("DOUT = ");
        $display ("");
        $display ("  %b  %b ", DOUT_LED_HI[6], DOUT_LED_LO[6]);
        $display ("");
        $display (" %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[1],DOUT_LED_HI[5],DOUT_LED_LO[1],DOUT_LED_LO[5]);
        $display ("");
        $display ("  %b  %b ", DOUT_LED_HI[0],DOUT_LED_LO[0]);
        $display (" %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[2],DOUT_LED_HI[4],DOUT_LED_LO[2],DOUT_LED_LO[4]);
        $display ("");
        $display ("  %b  %b ",DOUT_LED_HI[3],DOUT_LED_LO[3]);
        $display ("");
        $display ("CNT = ");
        $display ("  %b   ", CNT_LED[6]);
        $display ("");
        $display (" %b %b ", CNT_LED[1], CNT_LED[5]);
        $display ("");
        $display ("  %b   ", CNT_LED[0]);
        $display (" %b %b ", CNT_LED[2],CNT_LED[4]);
        $display ("");
        $display ("  %b   ", CNT_LED[3]);
        $display ("");
        end
    endtask

    decdiv3 decdiv3_t (.DIN(DIN), .LD(LD), .RES_X(RES_X), .CLK(CLK), .DOUT_LED_HI(DOUT_LED_HI), .DOUT_LED_LO(DOUT_LED_LO), .CNT_LED(CNT_LED));

    always begin
        CLK = 0; #(STEP/2);
        CLK = 1; #(STEP/2);
        led_dec;
    end

    initial begin
        RES_X = 1;
#STEP   RES_X = 0;
#STEP   RES_X = 1;
#(STEP*23)   RES_X = 0;
#(STEP*2)   RES_X = 1;
        $finish;
        end

    initial begin
        LD = 0;
#(STEP*3)   LD = 1;
#(STEP*1)   LD = 0;
#(STEP*15)   LD = 1;
#(STEP*1)   LD = 0;
#(STEP*9)   LD = 1;
#(STEP*1)   LD = 0;
#(STEP*10)   LD = 1;
#(STEP*1)   LD = 0;
        $finish;
    end

    initial begin
        DIN = 0;
#(STEP*2)   DIN = 8'b01111111;
#(STEP*20)   DIN = 8'b00000111;
#(STEP*10)   DIN = 8'b00001110;
#(STEP*10)   DIN = 8'b00000001;
        $finish;
    end

    initial begin
        fd = $fopen("led_display.tk");
        for (i = 0; i < 256; i= i + 1) begin
            CLK = 0; #(STEP/2);
            CLK = 1; #(STEP/2);
            $display (fd,"DOUT = ");
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[6], DOUT_LED_LO[6]);
            $display (fd,"");
            $display (fd," %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[1],DOUT_LED_HI[5],DOUT_LED_LO[1],DOUT_LED_LO[5]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[0],DOUT_LED_LO[0]);
            $display (fd," %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[2],DOUT_LED_HI[4],DOUT_LED_LO[2],DOUT_LED_LO[4]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[3],DOUT_LED_LO[3]);
#(STEP*10)   DIN = 8'b00001110;
#(STEP*10)   DIN = 8'b00000001;
        $finish;
    end

    initial begin
        fd = $fopen("led_display.tk");
        for (i = 0; i < 256; i= i + 1) begin
            CLK = 0; #(STEP/2);
            CLK = 1; #(STEP/2);
            $display (fd,"DOUT = ");
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[6], DOUT_LED_LO[6]);
            $display (fd,"");
            $display (fd," %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[1],DOUT_LED_HI[5],DOUT_LED_LO[1],DOUT_LED_LO[5]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[0],DOUT_LED_LO[0]);
            $display (fd," %b %b %b %b", DOUT_LED_HI[2],DOUT_LED_HI[4],DOUT_LED_LO[2],DOUT_LED_LO[4]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   %b ", DOUT_LED_HI[3],DOUT_LED_LO[3]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"CNT = ");
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b   ", CNT_LED[6]);
            $display (fd,"");
            $display (fd," %b %b ",CNT_LED[1],CNT_LED[5]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b  ",CNT_LED[0]);
            $display (fd," %b %b ",CNT_LED[2],CNT_LED[4]);
            $display (fd,"");
            $display (fd,"  %b  ",CNT_LED[3]);
            $display (fd,"");
            end
            $fclose(fd);
        end
endmodule

実行ディレクトリ

#!/bin/csh -f
irun \
    decdiv2.v \
    decdiv2_cnt.v \
    led_decode.v \
    decdiv3.v \
    decdiv3_tp.v \
    -run

試したこと

led_display.tkディレクトリを作成しましたが、何を入力すればいいのか、またその仕組みが理解できません。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Verilog-HDL,LINUX

Comments

[y_waiwai]

その７セグLEDとFPGA(?)はどういう接続になるんでしょうか
また、その接続ピンと信号はどういう対応となるんでしょうか。

[r6s.riku]

すみません。質問の意味が理解できていません。
FPGAや接続ピンといった言葉はテキストに載っておらず、現在調べ学習中です。

[y_waiwai]

７セグLEDの各ピンと、信号線の対応はどうなってるのかってのがわからないと答えようもないですが、そこらへんはどうお考えでしょうか

https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/led/led_what7

[ozwk]

多分シミュレーション実行なんで物理ピンとかないですよ

Answer 1

多分、コンソールに7セグ風に表示する機能を
タスクとして切り出してled_display.tkファイルに記述しろということかと思います。