PicoBlaze輸入/輸出端口
PicoBlaze微控制器支援最大256個輸入口和256 個輸出口，PicoBlaze與輸入和輸出有關的信号在“PicoBlaze微控制器接口信号”部分有詳細說明，包括PORT_ID[7:0]、IN_PORT[7:0]、OUT_PORT[7:0]、READ_STROBE WRITE_STROBE。在時序要求苛刻的設計中， 對PORT_ID 和資料路徑允許兩個時鐘周期， 對于READ_STROBE 和WRITE_STROBE 需要限制到一個時鐘周期。為了提高性能，在允許的情況下可以插入流水寄存器。
PORT_ID：此信号作為輸入或輸出端口的辨別或者說是位址。它的有效高電平持續兩個時鐘周期，這樣做的目的是為了有足夠的時間進行譯碼，有足夠的時間與異步RAM 連接配接，還有，在雙周期操作時，允許從同步RAM（例如，BRAM）中讀資料。
INPUT 和OUTPUT 操作支援直接和間接尋址，端口位址由立即數指定或由寄存器指定。間接尋址方式适用于對BRAM、具有連續位址的外設、片内或片外存儲器中的表格的通路。
擴充PicoBlaze 外設其實非常友善，唯一具有挑戰性的地方在于，如何用最少的邏輯資源實作對PORT_ID 譯碼。表12-2 所示為一般的方法（取決于端口數）。
一、 INPUT 操作
輸入操作将IN_PORT輸入口的資料傳送到由寄存器sX 指定的16 個資料寄存器中的任何一個，如圖12-11所示，PORT_ID 由sY确定或者由一個8位的立即數确定，指定輸入源。輸入源由一個多路器選擇，多路器的大小與輸入源的通道數成正比，它直接影響PicoBlaze 的性能。
圖12-11 輸入操作和FPGA内部接口
圖12-12中為輸入指令時序圖，圖中顯示PicoBlaze微控制器從由s7指定的端口讀資料，資料被讀入s0。當執行此指令時，寄存器s7 的内容出現在PORT_ID上，PORT_ID被FPGA内部邏輯譯碼，被請求的資料出現在IN_PORTREAD_STROBE 在輸入指令的第二個時鐘周期變高，盡管READ_STROBE 主要用于FIFO，以使FIFO 能夠更新它的讀指針。出現在IN_PORT的資料在第2 個上升沿被采樣，表明INPUT指令執行完畢，之後，資料被采樣進入s0。
圖12-12 INPUT 指令的PORT 時序
從圖12-12時序圖可以看出，由于PORT_ID保持兩個時鐘周期有效，是以輸入資料多路器可以被寄存，以保證性能，如圖12-13所示。
圖12-13 由多路器将多個輸入變為一路輸入
二、 OUTPUT 操作
輸出操作将寄存器sX 的内容送到OUT_PORT，PORT_ID 由寄存器sY 确定或者由一個8位的立即數确定，指定輸出口。WRITE_STROBE 表明OUT_PORT 資料有效，并且準備好被捕獲。通常情況下，WRITE_STROBE 與PORT_ID 組合成時鐘使能或者寫使能供FPGA邏輯捕獲輸出資料。
圖12-14 OUT_PORT與FPGA邏輯
圖12-14是一個擴充輸出端口的執行個體，圖12-15為其時序圖，PicoBlaze 要将s0的内容送到PORT_ID為65HEX 的端口，s0 的内容出現在OUT_PORT，端口位址65HEX 出現在PORT_ID，WRITE_STROBE 在指令周期的第二個時鐘邊沿變高，表明資料有效。
圖12-15 OUT_PORT 指令的PORT 時序
對于8個或者少于8個的輸出口，常用one-hot編碼方式，如圖12-16所示，因為它僅需要對PORT_ID的某一位進行譯碼，是以很大程度上減少了FPGA譯碼邏輯所需資源，同時也提高了性能。如果用來譯碼的PORT_ID位數為3或者小于3，則譯碼邏輯僅用一級邏輯即可實作，這時的性能最高。
圖12-17所示為一個簡單的輸出程式，用one-hot編碼定義4個輸出口，同時定義了一個廣播式的輸出口，先向4個輸出口輸出4個不同的值，最後兩條語句将所有4個口清零。
圖12-16 簡單的輸出
圖12-17 one-hot 編址輸出例程