Prosty kalkulator z klawiaturą PS/2

Zadanie: Zaprojektować i wykonać układ prostego kalkulatora 4-cyfrowych liczb całkowitych z operacjami dodawania i odejmowania. Układ powinien naśladować działanie tradycyjnego kalkulatora (ale z ograniczeniem operacji na liczbach 4-cyfrowych). Argumenty i operatory wprowadzane są poprzez klawiaturę PS/2, dane oraz wynik wyświetlane są na wyświetlaczu LED płytki prototypowej.

Przykład działania dla operacji 1234+96=1330:

Klawisz (PS2)	Wyświetlacz
	0000
1	0001
2	0012
3	0123
4	1234
+	1234
9	0009
6	0096
=	1330
ESC	0000

• Projekt należy podzielić na kilka bloków.
• Należy zapewnić asynchroniczny reset wszystkich przerzutników.
• W projekcie nie mogą występować zatrzaski (latch).
• Przed implementacją wykonać symulację układu z wykorzystaniem pliku testbench.

Więcej szczegółów, schematy itp. znajdziesz w instrukcji obsługi płytki Nexys A7, na stronach 13-16, 22-24.
Informacje dodatkowe dot. odczytu klawiatury PS2.

Plik "constraints" w formacie XDC do zadania, płytka Digilent Nexys A7, układ Artix-7 XC7A100T-1CSG324C (obudowa: CSG324, speed grade:-1):

#########################################################################################
# CLOCK:
set_property -dict { PACKAGE_PIN E3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {clk_i} ];
create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports {clk_i}];
#########################################################################################
# RESET:
set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {rst_i} ];
#########################################################################################
# PS2 KEYBOARD:
set_property -dict { PACKAGE_PIN F4 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ps2_clk_i }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN B2 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ps2_data_i }];
#########################################################################################
# LED 7-SEGMENT DISPLAY:
set_property -dict { PACKAGE_PIN T10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[7] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN R10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[6] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN K16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[5] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN K13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[4] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN P15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[3] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN T11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[2] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN L18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[1] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN H15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_seg_o[0] }];

set_property -dict { PACKAGE_PIN J17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[0] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN J18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[1] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN T9  IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[2] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN J14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[3] }];

set_property -dict { PACKAGE_PIN P14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[4] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN T14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[5] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN K2  IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[6] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN U13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led7_an_o[7] }];
#########################################################################################