用于INOUT端口的Mux

Question

嘿，伙计们，我正试着交换2对INOUT信号，但到目前为止没有多少成功。

我有两个PS/2控制器，我想交换PS2(1)到PS2(2)信号，同时把PS2(2)交换到PS2(1)信号。

也许用实际的(狙击)代码来解释比较简单。

-- external ports 
ps2_clk_io        : inout std_logic     := 'Z';
ps2_data_io       : inout std_logic     := 'Z';
ps2_mouse_clk_io  : inout std_logic     := 'Z';
ps2_mouse_data_io : inout std_logic     := 'Z';


-- signals
signal ps2_mode_s   : std_logic := '0';
signal PS2K_DAT_IN  : std_logic;
signal PS2K_DAT_OUT : std_logic;
signal PS2K_CLK_IN  : std_logic;
signal PS2K_CLK_OUT : std_logic;
signal PS2M_DAT_IN  : std_logic;
signal PS2M_DAT_OUT : std_logic;
signal PS2M_CLK_IN  : std_logic;
signal PS2M_CLK_OUT : std_logic;

signal ps2_data_out : std_logic;
signal ps2_clk_out      : std_logic;
signal ps2_mouse_data_out   : std_logic;
signal ps2_mouse_clk_out    : std_logic;

 -- LOGIC BLOCK
 -- PS/2 keyboard
 PS2K_DAT_IN <= ps2_data_io when ps2_mode_s = '0' else ps2_mouse_data_io;
 PS2K_CLK_IN <= ps2_clk_io  when ps2_mode_s = '0' else ps2_mouse_clk_io;

 ps2_data_out <= PS2K_DAT_OUT when ps2_mode_s = '0' else PS2M_DAT_OUT;
 ps2_clk_out  <= PS2K_CLK_OUT when ps2_mode_s = '0' else PS2M_CLK_OUT;

 ps2_data_io <= '0' when ps2_data_out = '0' else 'Z';
 ps2_clk_io  <= '0' when ps2_clk_out  = '0' else 'Z';

 -- PS/2 Mouse
 PS2M_DAT_IN <= ps2_mouse_data_io when ps2_mode_s = '0' else ps2_data_io;
 PS2M_CLK_IN <= ps2_mouse_clk_io  when ps2_mode_s = '0' else ps2_clk_io;

 ps2_mouse_data_out <= PS2M_DAT_OUT when ps2_mode_s = '0' else PS2K_DAT_OUT;
 ps2_mouse_clk_out  <= PS2M_CLK_OUT when ps2_mode_s = '0' else PS2K_CLK_OUT;

 ps2_mouse_data_io <= '0' when ps2_mouse_data_out = '0' else 'Z';
 ps2_mouse_clk_io  <= '0' when ps2_mouse_clk_out  = '0' else 'Z';

正如您所看到的，我想使用控制信号"ps2_mode_s“来删除鼠标和键盘之间的信号。如果这个信号是'0'，我需要键盘在第一个端口，鼠标在第二个。如果是“1”，则选择“1”，鼠标放在第一个端口上，键盘放在第二个端口。

我已经试过了一些变体，但我没有找到合适的解决方案。

(编辑)如果使用mux，两个端口似乎都不会发送或接收任何数据。

(编辑)所有四个信号都连接到各自的模块。PS2K_DAT_IN，PS2K_CLK_IN，PS2K_DAT_OUT，PS2K_CLK_OUT去ps2键盘控制器，其他四个PS2M_DAT_IN，PS2M_CLK_IN，PS2M_DAT_OUT，PS2M_CLK_OUT去ps2鼠标控制器模块。如果我不使用mux，两个模块都可以工作，直接将信号连接到INOUT端口。

PS2K_DAT_IN <= ps2_data_io;
ps2_data_io <= '0' when (PS2K_DAT_OUT = '0') else 'Z';
PS2K_CLK_IN <= ps2_clk_io;
ps2_clk_io  <= '0' when (PS2K_CLK_OUT = '0') else 'Z';

PS2M_DAT_IN <= ps2_mouse_data_io;
ps2_mouse_data_io <= '0' when (PS2M_DAT_OUT = '0') else 'Z';
PS2M_CLK_IN <= ps2_mouse_clk_io;
ps2_mouse_clk_io <= '0' when (PS2M_CLK_OUT = '0') else 'Z';

有人能帮忙吗？

Answer 1

诀窍是在每个双向引脚缓冲器之前放置两个复用器(一个用于输入，一个用于输出)。

library ieee;
use ieee.std_logic_1154.all;

entity PS2Switch is
    port(
        -- control
        mode_s : in std_logic;
        -- keyboard ps/2 block
        kbd_clk_in   : in  std_logic;
        kbd_clk_out  : out std_logic;
        kbd_data_in  : in  std_logic;
        kbd_data_out : out std_logic;
        -- mouse ps/2 block
        mouse_clk_in   : in  std_logic;
        mouse_clk_out  : out std_logic;
        mouse_data_in  : in  std_logic;
        mouse_data_out : out std_logic;
        --port A
        prtA_clk  : inout std_logic;
        prtA_data : inout std_logic;
        --port B
        prtB_clk  : inout std_logic;
        prtB_data : inout std_logic
        );
end entity;

architecture rtl of PS2Switch is
    signal prtA_clk_out  : std_logic;
    signal prtA_data_out : std_logic;
    signal prtB_clk_out  : std_logic;
    signal prtB_data_out : std_logic;
begin
    -- output muxes
    kbd_clk_out    <= prtA_clk  when mode_s = '0' else prtB_clk;
    kbd_data_out   <= prtA_data when mode_s = '0' else prtB_data;
    mouse_clk_out  <= prtA_clk  when mode_s = '1' else prtB_clk;
    mouse_data_out <= prtA_data when mode_s = '1' else prtB_data;

    -- input muxes
    prtA_clk_out  <= kbd_clk_in  when mode_s = '0' else mouse_clk_in;
    prtA_data_out <= kbd_data_in when mode_s = '0' else mouse_data_in;
    prtB_clk_out  <= kbd_clk_in  when mode_s = '1' else mouse_clk_in;
    prtB_data_out <= kbd_data_in when mode_s = '1' else mouse_data_in;

    -- tristate buffers (output pins)
    prtA_clk  <= '0' when prtA_clk_out  = '0' else 'Z';
    prtA_data <= '0' when prtA_data_out = '0' else 'Z';
    prtB_clk  <= '0' when prtB_clk_out  = '0' else 'Z';
    prtB_data <= '0' when prtB_data_out = '0' else 'Z';
end architecture;

Answer 2

这是你在里面的信号混在一起。我想在这件事上我会更喜欢一个示意图。不幸的是，该选项在SE站点上不可用(就像在EE站点上一样)。

从第一眼看，我的印象是，你在那里试图建立一个双向的路径通过一个FPGA。我试图跟踪发生的事情，但失败了。

我被困住了，因为你从来不给PS2K_CLK_OUT分配一个值，但是你确实使用了这个信号。PS2K_DAT_OUT也是如此。因此，代码显然存在缺陷。我建议您修复这个部分，并通过添加更多的类型的注释，使跟踪所发生的事情变得更容易：

-- Mode A: Data comes from X and goes to Y

一般而言：

据我所知，通过FPGA构建真正的双向路径是不可能的。(真的，我的意思是自己决定信号的方向)。您需要一个在输入和输出模式之间切换端口的信号。如果这是您需要的，您唯一的选择是使用外部模拟开关或继电器。