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Subversion Repositories saturn
[/] [saturn/] [trunk/] [IPCommunication/] [frame_ana.vhd] - Rev 2
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--============================================================================= -- TITRE : FRAME_ANA -- DESCRIPTION : -- Analyse la couche applicative des trames reçues sur dat_in -- Stocke les données utiles à l'exécution de la commande dans une DPRAM -- Si la trame est mauvaise, le pointeur d'écriture dans la DPRAM est -- ramené à sa position initiale -- FICHIER : frame_ana.vhd --============================================================================= -- CREATION -- DATE AUTEUR PROJET REVISION -- 29/02/2012 DRA CONCERTO V1.0 --============================================================================= -- HISTORIQUE DES MODIFICATIONS : -- DATE AUTEUR PROJET REVISION --============================================================================= LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; -- Uncomment the following library declaration if instantiating -- any Xilinx primitives in this code. --library UNISIM; --use UNISIM.VComponents.all; entity frame_ana is PORT ( -- Ports système clk_sys : IN STD_LOGIC; -- Clock système rst_n : IN STD_LOGIC; -- Reset génrél système ad_mio : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- Adress logique du MIO -- Interfaces vers le le module LAYER2_RX sof : IN STD_LOGIC; -- Indique le début d'une trame en réception sur dat_in eof : IN STD_LOGIC; -- Indique la fin d'une trame en réception sur dat_in l2_ok : IN STD_LOGIC; -- Indique que la trame reçue est correcte d'un point de vue layer 2 dat_in : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);-- Données de la couche applicative (épurée de la couche layer 2) val_in : IN STD_LOGIC; -- Validant du bus dat_in -- Interfaces vers le module COM_EXEC dat_out : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- Données utiles de la couche applicative (commande, @, data) soc_out : OUT STD_LOGIC; -- Indique que l'octet sur dat_out est le 1e d'une commande rd_datout: IN STD_LOGIC; -- Signal de lecture d'un nouvel octet applicatif new_frame: OUT STD_LOGIC; -- Indique qu'une nouvelle trame est disponible com_dispo: OUT STD_LOGIC; -- Inidque qu'il y'a des données de commande à traiter dans la DPRAM l7_ok : OUT STD_LOGIC; -- Indique que la nouvelle trame est conforme du point de vue layer 7 overflow : OUT STD_LOGIC -- Indique un overflow du buffer de stockage des commandes ); end frame_ana; architecture rtl of frame_ana is CONSTANT typ_sec : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "00"; -- Définition des codes du champ TYP CONSTANT typ_nosec: STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "01"; CONSTANT typ_sync : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "10"; CONSTANT typ_sup : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "11"; CONSTANT rep_read : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "00"; -- Définition des codes du champ COM CONSTANT com_write: STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "01"; CONSTANT com_read : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "10"; CONSTANT com_rdwr : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) := "11"; SIGNAL adread : STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); -- Signal d'adresse pour la lecture SIGNAL cpt_adread: STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); -- Compteur d'adresse pour la lecture SIGNAL adwrite : STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); -- Compteur d'adresse dynamique pour l'écriture SIGNAL old_adw : STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); -- Pour mémoriser la première location vide dans la DPRAM SIGNAL cpt_byte : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- Compteur d'octets en réception SIGNAL wea : STD_LOGIC_VECTOR(0 DOWNTO 0); -- Pour transformer le signal d'écriture dans la DPRAM en VECTOR SIGNAL dpram_dw : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); -- Pour fabriquer le vecteur d'écriture dans la DPRAM SIGNAL dpram_dr : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); -- Pour fabriquer le vecteur de lecutre dans la DPRAM SIGNAL soc_wr : STD_LOGIC; -- Indique le 1er octet d'une commande SIGNAL type_field: STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0); -- Pour mémoriser le type de la trame SIGNAL com_field : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0); -- Pour mémoriser le champ com SIGNAL crc : STD_LOGIC_VECTOR(15 downto 0);-- Valeur dynamique du crc SIGNAL init_crc : STD_LOGIC; -- Initialise le calcul du CRC SIGNAL overflow_buf : STD_LOGIc; -- Indique que le buffer de stockage des commandes a débordé -- Machine d'état de gestion du module TYPE layer7_type IS (idle_st, rectyp_st, destination_st, source_st, adrw_st, nrw_st, dataw_st, crc1_st, crc2_st, crccheck_st, endok_st, endnok_st, abort_st); SIGNAL fsm_layer7 : layer7_type; -- Module de calcul du CRC16 COMPONENT crc16 GENERIC ( poly : STD_LOGIC_VECTOR(15 downto 0) := x"1021" -- CCITT16 par défaut ); PORT( clk_sys : IN std_logic; rst_n : IN std_logic; data : IN std_logic_vector(7 downto 0); val : IN std_logic; init : IN std_logic; crc : OUT std_logic_vector(15 downto 0) ); END COMPONENT; COMPONENT dpram PORT ( clka : IN STD_LOGIC; wea : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 DOWNTO 0); addra : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); dina : IN STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); clkb : IN STD_LOGIC; addrb : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); doutb : OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; begin -------------------------------------------- -- Gestion du comtpeur d'adresse en lecture -------------------------------------------- cptr : PROCESS(clk_sys, rst_n) BEGIN IF (rst_n = '0') THEN cpt_adread <= (others => '0'); ELSIF (clk_sys'EVENT and clk_sys = '1') THEN IF (rd_datout = '1') THEN cpt_adread <= cpt_adread + 1; END IF; END IF; END PROCESS; -- Permet d'avoir un fonctionnement style FWFT avec un seul cycle entre le rd et la donnée adread <= cpt_adread WHEN (rd_datout = '0') ELSE cpt_adread+1; -- Si le pointeur en lecture est différent du pointeur en écriture, on indique qu'il -- y'a des données à traiter com_dispo <= '0' WHEN (adread = old_adw) ELSE '1'; -- On considère un overflow du buffer de stockage des commandes lorsque le pointeur de write a presque -- rattrapé le pointeur de read overflow_buf <= '1' WHEN (adwrite = cpt_adread-2) AND (wea(0) = '1') ELSE '0'; overflow <= overflow_buf; -------------------------------------------- -- Machine d'état d'analyse du flux -------------------------------------------- man_fsm : PROCESS(clk_sys, rst_n) BEGIN IF (rst_n = '0') THEN old_adw <= (others => '0'); adwrite <= (others => '0'); fsm_layer7 <= idle_st; soc_wr <= '0'; l7_ok <= '0'; new_frame <= '0'; ELSIF (clk_sys'EVENT and clk_sys = '1') THEN CASE fsm_layer7 IS WHEN idle_st => -- Etat transitoire d'initialisation de l'algo de traitement init_crc <= '1'; -- Réinit du calcul du CRC old_adw <= adwrite; -- Le pointeur d'écriture dynamique est initialisé avec la première location vide l7_ok <= '0'; new_frame <= '0'; fsm_layer7 <= rectyp_st; soc_wr <= '1'; -- Si on est ici, le prochain octet sera le premier de la commande WHEN rectyp_st => -- Etat d'attente du 1er octet de la couche applicative init_crc <= '0'; type_field <= dat_in(7 downto 6); -- Mémorise le type de trame com_field <= dat_in(5 downto 4); -- Mémorise la partie com -- DRA le 17/10/2012 : suppression du code qui provoquait des déclaration de trame erronée -- sur réception d'une trame correcte mais non destinée à ce MIO -- Le code a peut d'intérêt car la condition recevoir un eof avant de recevoir le sof n'est possible qu'en -- cas de plantage du FPGA -- IF (eof = '1') THEN -- -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème -- fsm_layer7 <= abort_st; -- ELS IF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSIF (val_in = '1') THEN -- Si un octet est prêt à être traité IF (sof = '1') THEN -- Si c'est bien le 1er octet de la trame soc_wr <= '0'; -- le prochain octet ne devra pas être taggé comme étant le premeir de la commadne adwrite <= adwrite + 1; -- on le garde (i.e on augemente le pointeur d'écriture CASE dat_in(7 downto 6) IS WHEN typ_sup => -- Si c'est une trame de supervision IF (dat_in(5 downto 4) = "00") THEN -- Si le champ COM est bien à 00 fsm_layer7 <= source_st; -- Le prochain octet sera l'@ source ELSE -- Si le champ COM n'est pas "00", c'est qu'il y'a une erreur fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; WHEN typ_sec => -- Si c'est une trame de sécurité IF (dat_in(5 downto 4) /= rep_read) THEN -- Le champ COM ne peut pas être à rep_read fsm_layer7 <= destination_st; -- Le prochain octet sera l'@ destination ELSE -- Si le champ COM est rep_read, c'est qu'il y'a une erreur fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; WHEN typ_nosec => -- Si c'est une trame non sécuritaire IF (dat_in(5 downto 4) /= rep_read) THEN -- Le champ COM ne peut pas être à rep_read fsm_layer7 <= source_st; -- Le prochain octet sera l'@ source ELSE -- Si le champ COM est rep_read, c'est qu'il y'a une erreur fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; WHEN typ_sync => -- Si c'est une trame de synchronisation IF (dat_in(5 downto 4) = "10") THEN -- Si le champ COM est bien à 10 fsm_layer7 <= source_st; -- Le prochain octet sera l'@ source ELSE -- Si le champ COM n'est pas "10", c'est qu'il y'a une erreur fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; WHEN OTHERS => NULL; END CASE; END IF; END IF; WHEN destination_st => -- Etat d'attente de l'octet @ de destination. La destination n'est pas mémorisée dans la DPRAM -- (i.e le pointeur n'est pas incrémenté) IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN IF (dat_in = ad_mio) OR (dat_in = x"80") OR (dat_in = x"FF") THEN -- Si l'@ destination désigne bien le MIO fsm_layer7 <= source_st; -- Le prochain octet sera l'@ source ELSE -- Si l'adresse destination ne désigne pas le MIO c'est qu'il y'a un problème -- car la trame a déjà été filtré par le module layer2 fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; END IF; END IF; WHEN source_st => -- Etat d'attente de l'octet @ source. -- Par défaut le compteur est initialisé à 9 des fois que la trame soit une trame de supervision cpt_byte <= CONV_STD_LOGIC_VECTOR(9, cpt_byte'length); IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN adwrite <= adwrite + 1; -- L'adresse source est mémorisée dans la DPRAM IF (dat_in = x"81" OR dat_in = x"82") THEN -- Si la source est bien un des 2 concentrateurs CASE type_field IS -- Selon le type de la trame WHEN typ_sec | typ_nosec => -- Si c'est une trame de commande (sécuritaire ou non) fsm_layer7 <= adrw_st; -- Le prochain octet sera une adresse de lecture ou d'écriture WHEN typ_sync => -- Si c'est une trame de synchronisation fsm_layer7 <= endok_st; -- LA trame doit être finie WHEN typ_sup => -- Si c'est une trame de supervision fsm_layer7 <= dataw_st; -- On va recevoir les 9 octets correspondant WHEN OTHERS => NULL; END CASE; ELSE -- Si la source n'est pas un des 2 concentrateurs fsm_layer7 <= endnok_st; -- Il y'a un problème END IF; END IF; END IF; WHEN adrw_st => -- Etat d'attente de l'adresse de lecture ou d'écriture de la commande IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN adwrite <= adwrite + 1; -- Cette adresse est mémorisée dans la DPRAM fsm_layer7 <= nrw_st; -- Le prochain octet sera un champ longeur END IF; END IF; WHEN nrw_st => -- Etat d'attente du champ qui code la longueur des données IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN adwrite <= adwrite + 1; -- Le champ longeur est mémorisé dans la DPRAM -- On récupère le nombre de data utiles (ce champ n'est utilisé que pour des trames d'écriture cpt_byte <= dat_in; -- IF (com_field = com_write AND dat_in = x"00") THEN IF (dat_in = x"00") THEN -- Si le champ actuel est un Nw (ie. un nombre d'octets à écrire) et que ce champ vaut 0 fsm_layer7 <= endnok_st; -- La trame a un mauvais format ELSE IF (type_field = typ_sec AND com_field = com_read) THEN -- Si c'est une commande de lecture dans une trame de sécurité fsm_layer7 <= crc1_st; -- Les champs suivants seront le CRC ELSIF (type_field = typ_nosec AND com_field = com_read) THEN -- Si c'est une commande de lecture dans une trame non sécuritaire fsm_layer7 <= endok_st; -- La trame est finie ELSIF (com_field = com_rdwr) THEN -- Si c'est une commande en lecture/écriture fsm_layer7 <= adrw_st; -- Le prochain octet sera une adresse d'écriture com_field <= com_write; -- On force le champ COM en écriture pour pas rester dansune boucle infini ELSE -- Si c'est une commande d'écriture ou de lecture/écriture fsm_layer7 <= dataw_st; -- Il y'a d'autres octets à réceptionner END IF; END IF; END IF; END IF; WHEN dataw_st => -- Etat de réception des octets d'une trame d'écriture, d'écriture lecture ou d'une trame de supervision -- de configuration de l'adresse MAC IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN cpt_byte <= cpt_byte - 1; -- On décompte chaque octet reçu adwrite <= adwrite + 1; -- chaque octet est mémorisé dans la DPRAM IF (cpt_byte = CONV_STD_LOGIC_VECTOR(1, cpt_byte'length)) THEN -- A la réception du dernier octet IF (type_field = typ_sec OR type_field = typ_sup) THEN -- Si c'est une trame de sécurité ou une trame de supervision fsm_layer7 <= crc1_st; -- Il y'a un CRC ELSE -- Si ce n'est pas une trame de sécurité ou de supervision -- (i.e. une commande non sécuritaire) fsm_layer7 <= endok_st; -- la trame est finie END IF; END IF; END IF; END IF; WHEN crc1_st => -- Etat d'attente du 1er octet de CRC IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN fsm_layer7 <= crc2_st; END IF; END IF; WHEN crc2_st => -- Etat d'attente du 2ème octet de CRC IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (val_in = '1') THEN fsm_layer7 <= crccheck_st; END IF; END IF; WHEN crccheck_st => -- Etat de vérifciation du CRC (i.e. il est égal au magic number) IF (eof = '1') THEN -- Si on reçoit la fin de trame maintenant, c'est qu'il y a un problème fsm_layer7 <= abort_st; ELSIF (overflow_buf = '1') THEN fsm_layer7 <= endnok_st; ELSE IF (crc(15 downto 0) = x"E88B") THEN fsm_layer7 <= endok_st; ELSE fsm_layer7 <= endnok_st; END IF; END IF; WHEN endok_st => -- Le format de la couche applicative est correct IF (eof = '1') THEN -- On attend le sigal de fin de trame new_frame <= '1'; -- On signale une nouvelle trame l7_ok <= l2_ok; -- Si le format de la couche 2 est également correct, la trma est bonne IF (l2_ok = '0') THEN adwrite <= old_adw; -- On ignore tout ce qu'on vient de copier dans la DPRAM en reprenant l'ancien pointeur END IF; fsm_layer7 <= idle_st; END IF; WHEN endnok_st => -- Le format de la couche applicative n'est pas correct IF (eof = '1') THEN -- On attend le signal de fin de trame new_frame <= '1'; -- On signale une nouvelle trame l7_ok <= '0'; -- dont le format n'est pas correct adwrite <= old_adw; -- On ignore tout ce qu'on vient de copier dans la DPRAM en reprenant l'ancien pointeur fsm_layer7 <= idle_st; END IF; WHEN abort_st => -- On a reçu une fin de trame au mauvais moment. new_frame <= '1'; -- On signale une nouvelle trame l7_ok <= '0'; -- dont le format n'est pas correct adwrite <= old_adw; -- On ignore tout ce qu'on vient de copier dans la DPRAM en reprenant l'ancien pointeur fsm_layer7 <= idle_st; WHEN OTHERS => fsm_layer7 <= idle_st; END CASE; END IF; END PROCESS; -------------------------------------------- -- Calcul du crc16 -------------------------------------------- inst_crc16: crc16 GENERIC MAP ( poly => x"90D9" -- Polynome générateur de x^16 + x^15 + x^12 + x^7 + x^6 + x^4 + x^3 + 1 ) PORT MAP( clk_sys => clk_sys, rst_n => rst_n, data => dat_in, val => val_in, init => init_crc, crc => crc ); wea(0) <= val_in; -- On écrit toutes les données entrantes dans le DPRAM dpram_dw <= soc_wr & dat_in; -- Le vecteur d'écriture contient en SMB le signal de début de la commande dat_out <= dpram_dr(7 DOWNTO 0); -- En lecture de la DPRAM, les 8 MSB sont les données soc_out <= dpram_dr(8); -- Le MSB est le signal de début de commande inst_dpram : dpram PORT MAP ( clka => clk_sys, wea => wea, addra => adwrite, dina => dpram_dw, clkb => clk_sys, addrb => adread, doutb => dpram_dr ); end rtl;