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library ieee;
use ieee.numeric_std.all;
use ieee.std_logic_1164.all;
use work.base_package.all;
entity datapath is
port
(
CLOCK : in std_logic;
RESET_N : in std_logic;
-- Connections for the Controller
CLEAR : in std_logic;
CHANGE_SQUARE : in std_logic; --segnale utile a cambiare il qudrato selezionato
CHANGE_COLOR : in std_logic; --segnale usato per cambiare il colore del quadrato selezionato
CONFIRM_GUESS : in std_logic; --segnale che conferma la sequenzanza
-- Connections for the View
QUERY_GUESS : in natural range 0 to (CURRENT_GUESS - 1);
GUESS_CONTENT : out guess;
QUERY_HINT : in natural range 0 to (CURRENT_GUESS - 1);
HINT_CONTENT : out hint;
CURRENT_SQUARE : out natural range 0 to (SQUARES_NUMBER - 1);
CURRENT_COLOR : out color_type;
CURRENT_GUESS : out natural range 0 to (GUESSES_NUMBER - 1);
GAME_WON : out std_logic;
GAME_LOST : out std_logic;
Color1 : guess_peg;
Color2 : guess_peg;
Color3 : guess_peg;
Color4 : guess_peg;
);
end entity;
architecture RTL of datapath is
-- inizializzo il generatore di valori random che mi servirà per creare la sequenza di colori da indovinare
component randomgen Port (clk:in std_logic;
a:out std_logic_vector(11 downto 0));
end component;
-- definisco i 4 stati macchina del progetto
Type StateM is (Initial, Play, SubAns, Dis, CheckEnd);
signal State : StateM;
-- numeri generati in modo random che mi rappresentano i 4 valori da ricercare (verranno associati a un colore)
signal RandNum : std_logic_vector(11 downto 0);
-- segnale che mi identifica il cambio dello stato macchina
signal change : std_logic;
-- valori utilizzati per la verifica dei colori immessi dal giocatore
signal check1 : guess_peg;
signal check2 : guess_peg;
signal check3 : guess_peg;
signal check4 : guess_peg;
signal RSConnect : std_logic_vector(3 downto 0);
signal RCConnect : std_logic_vector(3 downto 0);
signal CountdownConnect : std_logic_vector(3 downto 0);
-- "RightSpotConnect" contatore di colori giusti in posti giusti
signal RSpotCount : integer;
-- "RightColorConnect" contatore di colori giusti in posti sbagliati
signal RColorCount : integer;
-- contatore di colori non azzeccati ne in posizione ne in colore
signal BlankCount : integer;
-- valore usato per gestire l'array dei suggerimenti sui peg
signal num : integer;
-- Contatore delle prove a disposizione per indovinare la combinazione
signal Countdown : integer;
--quadrato corrente
signal current_square : integer;
--colore del quadrato corrente
signal square_color : integer;
signal guess_board : guess_board;
signal hint_board : hint_board;
signal smallcountdown : integer range 0 to 10;
signal rs1, rs2, rs3, rs4 : integer; -- rs=RightSpot
signal rc1, rc2, rc3, rc4 : integer; -- rc=RightColor
signal r1, r2, r3, r4 : std_logic_vector(2 downto 0);
signal i1, i2, i3, i4 : integer;
signal c1, c2, c3, c4 : guess_peg;
begin
-- Genero random i 4 "colori" della combinazione segreta da indovinare (questi colori possono anche essere uguali)
RandomGenerator : randomgen port map (clk => CLOCK, a => RandNum);
r1 <= RandNum(11 downto 9);
r2 <= RandNum(8 downto 6);
r3 <= RandNum(5 downto 3);
r4 <= RandNum(2 downto 0);
i1 <= to_integer(signed(r1));
i2 <= to_integer(signed(r2));
i3 <= to_integer(signed(r3));
i4 <= to_integer(signed(r4));
c1 <= guess_peg'VAL(i1);
c2 <= guess_peg'VAL(i2);
c3 <= guess_peg'VAL(i3);
c4 <= guess_peg'VAL(i4);
RSConnect <= std_logic_vector(to_unsigned(RSpotCount, 4));
RCConnect <= std_logic_vector(to_unsigned(RColorCount , 4));
CountdownConnect <= std_logic_vector(to_unsigned(Countdown , 4));
queryguess : process (QUERY_GUESS) is
begin
GUESS_CONTENT <= guess_board(QUERY_GUESS).guess;
end process queryguess;
hintguess : process (QUERY_HINT) is
begin
HINT_CONTENT <= hint_board(QUERY_HINT).hint;
end process hintguess;
statemachine : process (CLOCK, RESET_N) is -- CLOCK: clock della scheda, RESET_N: reset button fisico
begin
-- Ogni volta che viene premuto il RESET_N vado nello stato "Initial"
if (RESET_N = '0') then
State <= Initial;
elsif (rising_edge(CLOCK)) then
case State is
-- se al CLOCK sono in "Initial" vado a settare i vari registri e a salvare i "colori" generati random
when Initial =>
Countdown <= 9;
RSpotCount <= 0;
RColorCount <= 0;
smallcountdown <= 9;
check1 <= c1;
check2 <= c2;
check3 <= c3;
check4 <= c4;
current_square <= 0;
CURRENT_GUESS <= 0;
State <=Play;
when Play =>
if(CHANGE_SQUARE = '1') then
current_square <= current_square + 1;
CURRENT_SQUARE <= current_square;
square_color <= 0;
if(current_square = 3) then
current_square <= 0;
end if;
end if;
if(CHANGE_COLOR = '1') then
square_color <= square_color + 1;
guess_board(CURRENT_GUESS).guess(CURRENT_SQUARE).guess_peg := guess_peg'VAL(square_color);
CURRENT_COLOR <= guess_board(CURRENT_GUESS).guess(CURRENT_SQUARE).guess_peg;
if(square_color = 7) then
square_color <= 0;
end if;
end if;
-- Una volta che premo il tasto fisico di "ok_combinazione" passo allo stato "SubAns"
if (CONFIRM_GUESS = '1') then
State <= SubAns;
end if;
when SubAns =>
Color1 <= guess_board(CURRENT_GUESS).guess(0).guess_peg;
Color2 <= guess_board(CURRENT_GUESS).guess(1).guess_peg;
Color3 <= guess_board(CURRENT_GUESS).guess(2).guess_peg;
Color4 <= guess_board(CURRENT_GUESS).guess(3).guess_peg;
-- metto change a uno andando a salvarmi il fatto di aver inserito una nuova combinazione da verificare
change <= '1';
-- Verifico se il colore random1 è presenta in uno di quelli inseriti dal giocatore
if (Color1 = check1) then
rs1 <= 1;
rc1 <= 0;
elsif (Color2 = check1) then
rs1 <= 0;
rc1 <= 1;
elsif (Color3 = check1) then
rs1 <= 0;
rc1 <= 1;
elsif (Color4 = check1) then
rs1 <= 0;
rc1 <= 1;
else
rs1 <= 0;
rc1 <= 0;
end if;
-- Verifico se il colore random2 è presenta in uno di quelli inseriti dal giocatore
if (Color1 = check2) then
rs2 <= 0;
rc2 <= 1;
elsif (Color2 = check2) then
rs2 <= 1;
rc2 <= 0;
elsif (Color3 = check2) then
rs2 <= 0;
rc2 <= 1;
elsif (Color4 = check2) then
rs2 <= 0;
rc2 <= 1;
else
rs2 <= 0;
rc2 <= 0;
end if;
-- Verifico se il colore random3 è presenta in uno di quelli inseriti dal giocatore
if (Color1 = check3) then
rs3 <= 0;
rc3 <= 1;
elsif (Color2 = check3) then
rs3 <= 0;
rc3 <= 1;
elsif (Color3 = check3) then
rs3 <= 1;
rc3 <= 0;
elsif (Color4 = check3) then
rs3 <= 0;
rc3 <= 1;
else
rs3 <= 0;
rc3 <= 0;
end if;
-- Verifico se il colore random4 è presenta in uno di quelli inseriti dal giocatore
if (Color1 = check4) then
rs4 <= 0;
rc4 <= 1;
elsif (Color2 = check4) then
rs4 <= 0;
rc4 <= 1;
elsif (Color3 = check4) then
rs4 <= 0;
rc4 <= 1;
elsif (Color4 = check4) then
rs4 <= 1;
rc4 <= 0;
else
rs4 <= 0;
rc4 <= 0;
end if;
-- una volta che è stata inserita la cobinazione si entra nello stato "Dis" dysplay di tale cobinazione
-- per avere la storia pregressa
if (CONFIRM_GUESS = '0') then
State <= Dis;
end if;
-- si entra nello stato "Dis"
when Dis =>
-- se change a 1 decremento il numero dei tentativi e lo rimetto a zero
if (change = '1') then
smallcountdown <= (smallcountdown - 1);
change <= '0';
else
end if;
-- vado a fare la somma delle variabili che tengono memoria degli RSPin e degli RCPin
RSpotCount <= (rs1 + rs2 + rs3 + rs4);
RColorCount <= (rc1 + rc2 + rc3 + rc4);
BlankCount <= (4 - (RSpotCount + RColorCount));
Countdown <= smallcountdown;
CURRENT_GUESS <= smallcountdown;
num <= 0;
for i in RSpotCount loop
hint_board(CURRENT_GUESS).hint(num).hint_peg := hit_peg'VAL(0);
num <= num + 1;
end loop;
for i in RColorCount loop
hint_board(CURRENT_GUESS).hint(num).hint_peg := hit_peg'VAL(1);
num <= num + 1;
end loop;
for i in BlankCount loop
hint_board(CURRENT_GUESS).hint(num).hint_peg := hit_peg'VAL(2);
num <= num + 1;
end loop;
-- nel caso siano terminati i tentativi di gioco o si sia azzeccata la combinazione (RSotCount = 4)
-- vado nello stato "CheckEnd" per verificare se ho vinto o perso
-- altrimenti ritorno nello stato "SubAns" per fare un altro tentativo
if ((Countdown = 0) or (RSpotCount = 4)) then
State <= CheckEnd;
else
State <= Play;
end if;
when CheckEnd =>
-- se sono in "CheckEnd" e ho "Countdown" a zero allora ho perso altrimenti vinto
if(Countdown = 0) then
GAME_LOST <= 1;
elsif(RSpotCount = 4) then
GAME_WON <= 1;
else
end if;
-- attendo finchè non viene premuto nuovamente il bottone di reset, una volta premuto
-- rientro nello stato "Initial" e riparto da capo
if (RESET_N = '0') then
State <= Initial;
else
end if;
-- qualsiasi altra cosa accada riporto lo stato a "Initial"
when others =>
State <= Initial;
end case;
end if;
end process statemachine;
end architecture;