Adds checks to tests

.gitignore

@@ -0,0 +1,11 @@
+U1_Datentypen/.libwork
+U1_Datentypen/modelsim.ini
+U1_Datentypen/transcript
+U1_Datentypen/vish_stacktrace.vstf
+U1_Datentypen/vsim.wlf
+U1_Datentypen/work/
+U2_Entity_Component/.libwork
+U2_Entity_Component/modelsim.ini
+U2_Entity_Component/transcript
+U2_Entity_Component/vsim.wlf
+U2_Entity_Component/work/

U1_Datentypen/Makefile

@@ -1,6 +1,7 @@
 
 vhdl_srcs = DataTypesExample.vhd \
-			test_DataTypesExample.vhd \
+            ../scripts/test_utility.vhd \
+            test_DataTypesExample.vhd \
 
 main = test_DataTypesExample
 

U1_Datentypen/test_DataTypesExample.vhd

@@ -4,8 +4,11 @@ library ieee;
 library std;
     use std.env.all;
 
+library work;
+    use work.test_utility.all;
+
 entity test_DataTypesExample is
-    generic( CHECK_RESULTS : boolean );
+    generic( GUI_MODE : boolean; CHECK_RESULTS : boolean );
 end entity test_DataTypesExample;
 
 architecture test of test_DataTypesExample is
@@ -27,7 +30,15 @@ begin
     delay : process
     begin
         wait for 100 ns;
-        stop;
+        assert_eq( output_slv_calc, x"52" );
+        assert_eq( output_slv_mask, x"5a" );
+        assert_eq( output_slv_set, x"7a" );
+
+        if ( GUI_MODE ) then
+            std.env.stop;
+        else
+            std.env.finish;
+        end if;
     end process delay;
 
 end architecture test;

U2_Entity_Component/Makefile

@@ -1,5 +1,6 @@
 
 vhdl_srcs = down_counter_int.vhd \
+            ../scripts/test_utility.vhd \
             top_entity.vhd \
             test_top_entity.vhd \
 

U2_Entity_Component/test_top_entity.vhd

@@ -4,8 +4,11 @@ library ieee;
 library std;
     use std.env.all;
 
+library work;
+    use work.test_utility.all;
+
 entity test_top_entity is
-    generic( CHECK_RESULTS : boolean );
+    generic( GUI_MODE : boolean; CHECK_RESULTS : boolean );
 end entity test_top_entity;
 
 architecture test of test_top_entity is
@@ -31,12 +34,19 @@ begin
 
     p_run : process
     begin
-	wait until falling_edge( RESET );
+        wait until falling_edge( RESET );
         for i in 0 to 128 loop
-	    wait until rising_edge( CLK );
+            wait until rising_edge( CLK );
         end loop;
         wait until rising_edge( CLK );
-	stop;
+
+        assert_eq( CNT, "0111000" );
+
+        if ( GUI_MODE ) then
+            std.env.stop;
+        else
+            std.env.finish;
+        end if;
     end process p_run;
 
 end architecture test;

U3_Anweisungen/Makefile

@@ -0,0 +1,11 @@
+
+vhdl_srcs = down_counter_int.vhd \
+            top_entity.vhd \
+            test_top_entity.vhd \
+
+main = test_top_entity
+
+CHECK_RESULTS = true
+
+include ../scripts/vhdl.mk
+

U3_Anweisungen/alu.vhd

@@ -0,0 +1,125 @@
+-- Importiere die notwendigen Bibliotheken  
+library IEEE;  
+use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;  
+use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;
+  
+-- Definiere eine ALU-Entity mit zwei Operanden, einem Opcode und einem Ergebnisausgang  
+entity SimpleALU is  
+    Port (  
+	    clk : in STD_LOGIC;                            -- Takt
+		reset : in STD_LOGIC;                          -- Reset
+        operand_a : in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);   -- Erster Operand  
+        operand_b : in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);   -- Zweiter Operand  
+        opcode : in STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0);      -- Opcode, der die Operation bestimmt  
+        result_out : out STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); -- Ergebnis der Operation  
+        flag_zero_out : out STD_LOGIC;                 -- Flag, das anzeigt, ob das Ergebnis null ist  
+	    flag_or_out : out STD_LOGIC                    -- Flag, das anzeigt, ob eine Oder Operation bei den Operanden stattgefunden hat 
+    );  
+end SimpleALU;  
+  
+-- Architekturdefinition der ALU  
+architecture Behavioral of SimpleALU is  
+
+    -- Legen Sie das Signal STD_LOGIC_VECTOR reg_a an, in diesem soll spaeter der Eingang operand_a gespeichert werden
+    signal reg_a : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); 
+	
+    -- Legen Sie das Signal STD_LOGIC_VECTOR reg_b an, in diesem soll spaeter der Eingang operand_b gespeichert werden
+    signal reg_b : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);  
+	
+	-- Legen Sie das Signal STD_LOGIC_VECTOR reg_opcode an, in diesem soll spaeter der Eingang opcode gespeichert werden
+    signal reg_opcode : STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0); 
+
+    -- Legen Sie ein Signal flag_zero als STD_LOGIC an	
+	signal flag_zero : STD_LOGIC; 
+	
+	-- Legen Sie ein Signal result als STD_LOGIC_VECTOR der Laenge 4 an	
+	signal result : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); 
+	
+	-- Legen Sie ein Signal reg_flag_zero als STD_LOGIC 	
+	signal reg_flag_zero : STD_LOGIC; 
+	
+	-- Legen Sie ein Signal reg_result als STD_LOGIC_VECTOR der Laenge von result an
+	signal reg_result : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); 
+
+begin  
+
+-- Prozess fuer die Eingangsregister reg_a, reg_b, reg_c
+-- Bei einem Reset sollen die Register den Wert 0 haben
+-- Ansonsten soll bei einer steigenden Flanke von clk der entsprechnde Eingang (entity) gespeichert werden
+  input_register : process(reset,clk)
+  begin
+    if reset = '1' then
+      reg_a <= (others => '0');
+	  reg_b <= (others => '0');
+	  reg_opcode <= (others => '0');
+    elsif rising_edge(clk) then
+      reg_a <= operand_a;
+	  reg_b <= operand_b;
+	  reg_opcode <= opcode;
+	end if; 
+  end process input_register;
+
+
+    -- Prozess, der die ALU-Operationen durchfuehrt  
+    alu_process: process(all)  
+    begin  
+        -- Anweisung fuer die Initialisierung fuer flag_zero  mit dem Wert 0  
+        flag_zero <= '0';  
+          
+        -- Entscheide basierend auf dem Opcode, welche Operation durchgefuehrt wird  
+		-- Wenn reg_opcode:
+		--      00 -> result = reg_a + reg_b
+		--      01 -> result = reg_a - reg_b
+	    --      10 -> result = reg_a and reg_b
+		--      11 -> result = reg_a or reg_b
+		-- Fuer diese Realisierung soll die case-Anweisung verwendet werden
+		-- Anm. Bei Berechnungen Datentypen beachten (std_logic_vector kann nicht direkt verwendet werden sondern es muss erst gecastet werden - signed verwenden)
+        case reg_opcode is  
+            when "00" =>  -- Im Fall von "00" fuehre eine Addition durch  
+                result <= std_logic_vector(signed(reg_a) + signed(reg_b));  
+            when "01" =>  -- Im Fall von "01" fuehre eine Subtraktion durch  
+                result <= std_logic_vector(signed(reg_a) - signed(reg_b));
+            when "10" =>  -- Im Fall von "10" fuehre eine bitweise AND-Operation durch  
+                result <= reg_a and reg_b;  
+            when "11" =>  -- Im Fall von "11" fuehre eine bitweise OR-Operation durch  
+                result <= reg_a or reg_b;  
+            when others => -- In allen anderen Faellen setze ein undefiniertes Verhalten  
+                result <= (others => 'X');  
+        end case;  
+          
+        -- ueberpruefe, ob das Ergebnis result null ist, und setze das flag_zero entsprechend  (result = 0 dann 1 ansonsten 0)
+		-- Fuer diese Realisierung soll die if-Anweisung verwendet werden
+        if result = "0000" then  
+            flag_zero <= '1';  
+        end if;  
+		
+    end process alu_process; 
+
+-- Prozess fuer die Ausgangssregister reg_result, reg_flag_zero
+-- Bei einem Reset sollen die Register den Wert 0 haben
+-- Ansonsten soll bei einer steigenden Flanke von clk das entsprechnde Signal aus dem alu_process zugewiesen werden
+  output_register : process(reset,clk)
+  begin
+    if reset = '1' then
+      reg_result <= (others => '0');
+	  reg_flag_zero <= '0';
+    elsif rising_edge(clk) then
+      reg_result <= result;
+	  reg_flag_zero <= flag_zero;
+	end if; 
+  end process  output_register;	
+  
+  -- Anweisung um das Signal reg_result dem Ausgang result_out zu zuweisen 
+      result_out <= reg_result;
+	  
+  -- Anweisung um das Signal reg_flag_zero dem Ausgang flag_zero_out zu zuweisen 
+      flag_zero_out <= reg_flag_zero;
+	  
+    -- Bedingte Signalzuweisung fuer 'flag_or_out' außerhalb des Prozesses  
+    -- Es soll anhand des Entity Eingang opcode mit einer With .. Select Anweisung der Ausgang flag_or_out gesetzt werden
+	-- opcode von or Operation dann 1 ansonsten 0
+    with opcode select  
+        flag_or_out <= '1' when "11",      -- Setze 'flag_or_out' auf '1', wenn 'opcode' "11" ist  
+                       '0' when others;    -- Ansonsten 0  
+      
+end Behavioral;  

U3_Anweisungen/test_alu.vhd

@@ -0,0 +1,42 @@
+library ieee;
+    use ieee.std_logic_1164.all;
+
+library std;
+    use std.env.all;
+
+entity test_top_entity is
+    generic( CHECK_RESULTS : boolean );
+end entity test_top_entity;
+
+architecture test of test_top_entity is
+    signal CLK   : std_logic := '0';
+    signal RESET : std_logic := '1';
+    signal CNT   : std_logic_vector(6 downto 0);
+begin
+    u_top_entity : entity work.top_entity
+        port map (
+            CLK   => CLK,
+            RESET => RESET,
+            CNT   => CNT
+        );
+
+    CLK <= not CLK after 10 ns;
+
+    p_reset : process( CLK )
+    begin
+        if falling_edge( CLK ) then
+            RESET <= '0';
+        end if;
+    end process p_reset;
+
+    p_run : process
+    begin
+	wait until falling_edge( RESET );
+        for i in 0 to 128 loop
+	    wait until rising_edge( CLK );
+        end loop;
+        wait until rising_edge( CLK );
+	stop;
+    end process p_run;
+
+end architecture test;

U3_Anweisungen/test_top_entity.wave

@@ -0,0 +1,2 @@
+$ version 1.1
+/test_DataTypesExample/u_DataTypesExample/*

U3_Anweisungen/vsim.wave

@@ -0,0 +1,3 @@
+onerror {resume}
+quietly WaveActivateNextPane {} 0
+add wave -noupdate /test_top_entity/u_top_entity/*

scripts/questa-sim.mk

@@ -23,11 +23,13 @@ assert_level := error
 
 gui: ${verilog_objs} ${vhdl_objs}
 	@vsim \
+		-gGUI_MODE=true \
 		-gCHECK_RESULTS=$(CHECK_RESULTS) \
 		-voptargs=+acc work.${main} -do "do vsim.wave; run -all"
 
 sim: ${verilog_objs} ${vhdl_objs}
 	@vsim \
+		-gGUI_MODE=false \
 		-gCHECK_RESULTS=$(CHECK_RESULTS) \
 	       	-voptargs=+acc -c work.${main} -do "run -all" \
 	 	| ../scripts/highlight_test_results.sh

scripts/test_utility.vhd

@@ -0,0 +1,71 @@
+library ieee;
+    use ieee.std_logic_1164.all;
+    use ieee.numeric_std.all;
+    use ieee.float_pkg.all;
+
+library std;
+    use std.textio.all;
+
+package test_utility is
+    constant TEST_FAIL : string := "[ FAIL ]";
+    constant TEST_OK : string := "[ OK ]" & LF;
+
+    type real_array is array ( natural range <> ) of real;
+
+    procedure assert_eq( a : in std_logic_vector; b : in std_logic_vector );
+
+    procedure assert_near( variable a : in real;
+        variable b : in real;
+        variable abs_err : in real );
+
+    procedure assert_element_near( variable a : in real;
+        variable b : in real;
+        variable abs_err : in real;
+        variable index : in integer );
+
+end package test_utility;
+
+package body test_utility is
+
+    procedure assert_eq( a : in std_logic_vector; b : in std_logic_vector ) is
+    begin
+
+        assert( a = b )
+            report TEST_FAIL & "assert_eq" & LF &
+                "    a: " & to_string( a ) & LF &
+                "    b: " & to_string( b ) & LF
+                severity error;
+    end procedure assert_eq;
+
+    procedure assert_near( variable a : in real;
+        variable b : in real;
+        variable abs_err : in real ) is
+        variable abs_diff : real;
+    begin
+        abs_diff := abs( a - b );
+        assert( abs_diff <= abs_err )
+            report TEST_FAIL & "assert_near" & LF &
+                "    a: " & to_string( a ) & LF &
+                "    b: " & to_string( b ) & LF &
+                "    " & to_string( abs_diff ) & " > " & to_string( abs_err ) & LF
+                severity error;
+    end procedure assert_near;
+
+    procedure assert_element_near( variable a : in real;
+        variable b : in real;
+        variable abs_err : in real;
+        variable index : in integer ) is
+        variable abs_diff : real;
+    begin
+        abs_diff := abs( a - b );
+        assert( abs_diff <= abs_err )
+            report TEST_FAIL & "assert_element_near" & LF &
+                "    element: " & integer'image( index ) & LF &
+                "    a: " & to_string( a ) & LF &
+                "    b: " & to_string( b ) & LF &
+                "    " & to_string( abs_diff ) & " > " & to_string( abs_err ) & LF
+                severity error;
+    end procedure assert_element_near;
+
+end package body test_utility;
+