图片 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形 同步复位的典型代码描述如下: module sync_reset( input rst_n, //同步复位信号 input clk, //时钟 input 异步复位的典型代码描述如下: module async_reset( input rst_n, //异步复位信号 input clk, //时钟 input 异步复位、同步释放的典型代码描述如下: module areset_srelease( input rst_n, //异步复位信号 input clk, / : 图片 Testbench代码描述如下: `timescale 1ns/1ps module areset_srelease_tb(); reg rst_n; reg clk
图片 图片 1.3 单比特“握手协议”verilog代码 verilog代码 //单比特快到慢“握手协议” module cdc_sbit_handshake( input aclk, // 具体代码可参考链接:Verilog 跨时钟域传输:慢到快 verilog代码 //同步模块工作时钟为 100MHz 的模块 //异步数据对来自工作时钟为 20MHz 的模块 module delay_sample 图片 这一部分具体可以查看链接:FPGA学习笔记——跨时钟域(CDC)设计之多bit信号同步 verilog代码 module data_driver( input clk_a, 代码|Testbench|仿真结果),对异步FIFO介绍很详细并且总结了若干重要问题。 verilog代码 //深度为8,数据位宽为8的异步FIFO module async_fifo #( parameter DATA_DEPTH = 8, //深度为8 parameter
波形显示效果 实现效果: 显示原理: verilog仿真时,输出多位位宽的数据,通过不同时刻的高电平数据来构成字的形状。 所需软件 (1)字模软件,PCtoLCD; (2)Vivado或者Modelsim等能运行verilog TestBench仿真的工具; 3. 取模的操作步骤 首先取字模,设置字体大小是16x16,即一个汉字占16行16列,一个数字或者字母、空格占16行8列,由此可以设置verilog输出数据的位宽是16,恰好对应16行数据。 (3)取模走向 顺向,高位在前,低位在后,正好和verilog输出一致,verilog定义输出reg [15:0] data即可。 (4)输出数制 十六进制。 显然,verilog只要设置一个[15:0] data,每个clk输出一列,就完成了扫描输出。 4. Verilog代码 不需要设置例化模块,只需要一个TestBench即可。
--- --- 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench 快速导航链接如下: 个人主页链接 1.数字分频器设计 2.序列检测器设计 3.序列发生器设计 4.序列模三检测器设计 5.奇偶校验器设计 6.自然二进制数与格雷码转换 7.线性反馈移位寄存器LFSR 8 图片 根据状态转移图写出对应的verilog代码2.2 verilog代码 //使用状态机设计模三序列检测器 module sequence_modulus3_detector( input = S3) begin mod3 <= 1'b1; end else begin mod3 <= 1'b0; end end endmodule 2.3 Testbench 仿真结果 图片 仿真结果如上图所示,分析标记的几组数据: 输入序列1,十进制为1,无法被3整除,输出mod3等于0; 输入序列11,十进制为3,可被3整除,输出mod3等于1; 输入序列111,十进制为7,
图片 --- --- 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench 快速导航链接如下: 个人主页链接 1.数字分频器设计 2.序列检测器设计 3.序列发生器设计 4.序列模三检测器设计 5.奇偶校验器设计 6.自然二进制数与格雷码转换 7.线性反馈移位寄存器LFSR 8 图片 如图所示,根据图示可以写出的代码。 2.2 verilog代码 //自然二进制数转格雷码 module bin2gray #( parameter width = 4 //定义数据的位宽参数为4 )( input 2.2 verilog代码 //格雷码转自然二进制数 module gray2bin #( parameter width = 4 //定义数据的位宽参数为4 )( input
剩余部分见:https://www.cnblogs.com/poiu-elab/archive/2012/11/02/2751323.html
数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形。 ~din_r & din; assign down_edge = din_r & ~din; assign both_edge = din_r ^ din; 二、上升沿检测、下降沿检测、双边沿检测 Verilog 代码 module edge_detector( input clk, input rst_n, input din, output up_edge, output ~din_r & din; assign down_edge = din_r & ~din; assign both_edge = din_r ^ din; endmodule RTL电路 图片 Testbench
数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形。 快速导航链接如下: 个人主页链接 1.数字分频器设计 2.序列检测器设计 3.序列发生器设计 4.序列模三检测器设计 5.奇偶校验器设计 6.自然二进制数与格雷码转换 7.线性反馈移位寄存器LFSR 8 代码描述、testbench、仿真结果。 verilog代码描述如下: //消除高电平毛刺 module burr_remove( input rst_n, //异步复位信号 input clk, 1.2 从硬件描述角度消除抖动(双边毛刺) verilog代码描述如下: //消除双边毛刺 module glitch_filter( input clk, input rst_n,
------数字IC经典电路设计经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形 快速导航链接如下:个人主页链接1.数字分频器设计2.序列检测器设计3.序列发生器设计4.序列模三检测器设计5.奇偶校验器设计6.自然二进制数与格雷码转换7.线性反馈移位寄存器LFSR8.四类九种移位寄存器总结 例如,第一圈和第二圈第3个指针分别是是0-011和1-111;第一圈和第二圈第7个指针分别是是0-101和1-001。 三、异步FIFO设计实例(verilog代码与实例)要求:实现深度为8,数据位宽为8的异步FIFO,确保数据满足先入先出。 3.1 verilog代码//深度为8,数据位宽为8的异步FIFOmodule async_fifo #( parameter DATA_DEPTH = 8,//深度为8 parameter
Cummings的《Simulation and Synthesis Techniques for Asynchronous FIFO Design》,经过自己的一些改变,理论部分为转载,代码自己完成。 对于“空”的判断依然依据二者完全相等(包括MSB); 而对于“满”的判断,如下图,由于gray码除了MSB外,具有镜像对称的特点,当读指针指向7,写指针指向8时,除了MSB,其余位皆相同,不能说它为满 wptr与rptr的次高位不相等,如上图位置7和位置15,转化为二进制对应的是0111和1111,MSB不同说明多折回一次,111相同代表同一位置。 剩下的其余位完全相等。 换一种描述方法: verilog代码实现就一句:assign gray_code = (bin_code>>1) ^ bin_code; 使用gray码解决了一个问题,但同时也带来另一个问题, ]),rd_addr_gray_d2[addr_width-2:0]}) ;//高两位不同 assign empty = ( rd_addr_gray == wr_addr_gray_d2 ); 五、Verilog
图片 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench、仿真波形 2.2 verilog代码 实现一个深度为16、位宽为4的单端口RAM。 3.2 verilog代码 实现一个深度为16、位宽为4的真双端口RAM。 4.2 verilog代码 实现一个深度为16、位宽为4的伪双端口RAM。 (2)寄存器数据ram_data 图片 在Testbench中,我们借用for循环,在时钟上升沿时触发使得写入的数据data_a存储到RAM寄存器ram_data中,如上图所示 (3)写数据 图片 在90ns
图片 --- --- 数字IC经典电路设计 经典电路设计是数字IC设计里基础中的基础,盖大房子的第一部是打造结实可靠的地基,每一篇笔者都会分门别类给出设计原理、设计方法、verilog代码、Testbench 第二步:根据流程转换分析画出状态机的状态转移图,如下图所示: 图片 第三步:根据状态机转移图用经典三段式(或者二段式)写出verilog代码 2.12 verilog代码 //使用状态机设计检测“1001 2.22 verilog代码 //使用移位寄存器设计检测“1001”的序列检测器 //可重叠检测序列“1001” module sequence_detect02( input clk, 第二步:根据流程转换分析画出状态机的状态转移图,如下图所示: 图片 第三步:根据状态机转移图用经典三段式(或者二段式)写出verilog代码 3.12verilog代码 //使用状态机设计检测“1001 第二步:根据流程转换分析画出状态机的状态转移图,如下图所示 图片 第三步:根据状态机转移图用经典三段式(或者二段式)写出verilog代码 3.22verilog代码 //使用状态机设计检测“1001”
典型的信号命名方式如下所示: wire [7:0] sys_dout, sys_din; wire clk_32p768MHz; wire reset; wire st_counter; (2)低电平有效的信号命名 Verilog HDL 语言关键字与其它任何字符串之间都应当保留一个空格。如: always @ ( ...... ) 使用大括号和小括号时,前括号的后边和后括号的前边应当留有一个空格。 例: assign SramAddrBus = { AddrBus[31:24], AddrBus[7:0] }; assign DivCntr[3:0] = DivCntr[3:0] + 4'b0001 4.模块调用规范 如3.2.2 节所述,在Verilog 中,有两种模块调用的方法,一种是位置映射法,严格按照模块定义的端口顺序来连接,不用注明原模块定义时规定的端口名,其语法为: 被调用模块名 用户自定义调用名 因此,在良好的代码中,严禁使用位置调用法,全部采用信号映射法。
考虑Verilog RTL由示例9.2中所示的非阻塞赋值组成。 使用非阻塞的上述Verilog代码的仿真结果如波形9.2所示。 考虑下面示例9.3中所示的Verilog代码。 波形9.3给出了具有赋值延迟的阻塞赋值的仿真结果。 考虑下面示例9.5中所示的Verilog代码。 波形9.5给出了具有赋值间延迟的非阻塞赋值的仿真结果。 示例9.7使用Verilog HDL的四位环形计数器 示例9.8描述了环形计数器的testbench,并将激励施加到DUV上。 上述testbench产生波形9.7所示的结果。 示例9.8 Verilog环形计数器的testbench 波形9.7环形计数器的仿真结果
testbench作用是什么? testbench就是对写的FPGA文件进行测试的文件。 任何设计都是有输入输出的,testbench的作用就是给这个设计输入,然后观察输出是否符合我们的预期,这就是testbench的功能。 常用testbench语法 1.精度问题 编译器指令用以控制编译和预处理verilog代码,他们通过重音符号[`]来指明。重音符号常位于键盘的左上角。 比如之前定义了timescale 1ns / 10ps;当指定如下代码中的延时, #5 y = a & b; 表明实际上的延时为5ns(即5*1ns)。 **$fopen的语法为: [mcd_names] = $fopen("[file_name]"); 至此,testbench文件的语法部分就告一段落,但是小编提醒:学verilog要知道verilog
TestBench可以用VHDL或Verilog、SystemVerilog编写,本文以Verilog HDL为例。 FPGA设计必须采用Verilog中可综合的部分子集,但TestBench没有限制,任何行为级语法都可以使用。本文将先介绍TestBench中基本的组成部分。 ---- 生成时钟信号 使用系统时钟的设计在TestBench中必须要生成时钟信号,该功能实现起来也非常简单,示例代码如下: parameter ClockPeriod = 10; //方法1 initial ---- 显示结果 Verilog中可以使用display和display和display和monitor系统任务来显示仿真结果,示例代码如下: initial begin $timeformat 将激励分散到多个逻辑块中:Verilog中的每个initial块都是并行的,相对于仿真时刻0开始运行。将不相关的激励分散到独立的块中,在编写、维护和更新testbench代码时会更有效率。
verilog模块的基本框架如下: module top_module( input clk, input rst, input [7:0] in_data, output 用Verilog编写的代码并不一定都能综合成电路。我们需要保证我们的代码能综合出我们想要的电路。在Verilog中,有些与时间相关的语句是不能综合的。 在Verilog中,可以用testbench(测试平台)来检验代码。编写testbench的一些基本原则如下: 1、Testbench要实例化设计的顶层模块,并给它提供输入激励(stimulus)。 在verilog中,可以使用$random在testbench中创建随机变量。 13、覆盖率统计:观察存在多少种可能性以及有多少种可能性已经通过仿真。 硬件加速器:将一些可综合的代码映射到FPGA上。其他不可综合的部分,如testbench用仿真工具驱动。当设计非常大时,这种硬件加速验证方法能大幅度提高验证效率。
图4 :mux2_1的RTL视图 设计完成后,输入如下testbench代码:(mux2_1_tb代码) `timescale 1ns/1ps module mux2_1_tb; reg 建立工程后,输入设计代码如下:(mux4_1代码) module mux4_1 ( input wire [7:0] dataa, input wire verilog规定,在always语句中被赋值的变量,应该定义为“reg”类型。 ? 图11 :mux4_1的RTL视图 设计完成后,输入testbench代码。 mux4_1_tb 代码如下: `timescale 1ns/1ps module mux4_1_tb; reg [7:0] dataa; reg [7:0 verilog中提供了repeat语句,用来减少人工输入。 ? 图13 :两种等效的赋值方式 输入testbench后,进行综合分析。 设置testbench,运行RTL仿真。 ?
还好有人已经在VsCode编写过自动生成Testbench的脚本了,感谢。 ? 扩展商店搜索Verilog_TestBench,安装过后,任意编写一段verilog程序。 如果你只需要例化模块,复制这一部分进你的代码中就可以了。到这里,VsCode已经能够给你的工程带来及其舒适的体验了。 } set-alias ll Get-ChildItemColor $env:TestBenchPath="C:\Users\22306\.vscode\extensions\truecrab.verilog-testbench-instance 最后修改powershell的profile文件,不过与windows的略有不同,这里贴上代码。 #以后要 使用 ll 而不是 ls了。 set-alias ll Get-ChildItemColor $env:TestBenchPath="/home/princeling/.vscode/extensions/truecrab.verilog-testbench-instance
个人微信公众号:FPGA LAB 个人博客首页[1] ---- 正文 设计要求 基于模块化的设计思想, 采用 Verilog HDL 语言设计一个能进行时、分、秒计时的二十四小时制的数字电子钟, 并具有整点报时功能 在 EDA 软件中完成数字电子钟的源代码设计, 并进行仿真, 仿真结果要能够体现出时、分、秒各自的跳变过程, 并且能够给出整点报时控制信号的变化过程。 模60计数器的设计采用的是8421BCD码计数方式,由模10计数器以及模6计数器组成: //模60计数器的Verilog HDL设计 module counter60(clk, rst_n, en, dout [7:4]; dout[3:0] <= dout[3:0] + 1'b1; end end endmodule 代码部分就展示到这里吧,全部贴出来占用太多空间,需要全部代码的可以在公众号FPGA module digital_clock_tb( ); reg clk; reg rst_n; reg en; wire [7:0] hour; wire [7:0] min;