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
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。 看一下这8个数据为什么能表示出数字5。 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。 521加2个空格是5个数字,每个数字8列数据,5*8=40个数据 parameter data_num = 40; integer Pattern; reg [15:0] stimulus[1:data_num
--- --- 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 clk = 1; rst_n = 1; #5 rst_n = 0; #5 rst_n = 1; repeat(20) begin #8
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
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 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 wr_ptr_gray_r2) begin fifo_empty <= 1; end else begin fifo_empty <= 0; endendendmodule3.2 Testbench 例如8bit输入32bit输出:写数据位宽 8bit,写地址位宽为 6bit(64个数据)。如果输出数据位宽要求 32bit,则输出地址位宽应该为 4bit(16个数据)。
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。 用途2: 对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO,例如单片机位8位数据输出,而DSP可能是16位数据输入,在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。 此时,对于深度为2n的FIFO,需要的读/写指针位宽为(n+1)位,如对于深度为8的FIFO,需要采用4bit的计数器,0000~1000、1001~1111,MSB作为折回标志位,而低3位作为地址指针 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 例如,有一个 8 位宽、256 深度的存储器,意味着这个存储器可以存储 256 个 8 位的二进制数据。 本文将会从4位宽、16深度的三种存储器为例展开设计。 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。
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”
// 参数: strByDelete,strToDelete // 输入参数 // 输出参数 // 主要思路:本算法主要采用2 级流水线完成相加 // 日期:起始日期,如:2008/8/21.9:40- -2008/8/23.21:45 // 版本: // 程序编写人员: // 程序调试记录: // ==================================================== 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。 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。
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
写代码: 下面的myhdl代码写了一个模块top,里面有两个计数器:cnt1从0计到9,当cnt1=9时,cnt2从0计到4。 转Verilog: 我们用下面的方法来把myhdl转成verilog: def convert(): cnt1 = Signal(intbv(0,0,16)) cnt2 = Signal (intbv(0,0,8)) clk = Signal(bool(0)) rst_n = ResetSignal(0, active=0, isasync=True) dut = (): cnt1 = Signal(intbv(0,0,16)) cnt2 = Signal(intbv(0,0,8)) clk = Signal(bool(0)) rst_n 看波形: 运行后目录下产生testbench.vcd。用Verdi打开如下图:
以下是用于定义新数据类型的示例 VHDL 代码: type int_8bit is range 0 to 255 -- define 8-bit unsigned numbers signal i : to simulate BUF entity entity BUF_TESTBENCH is end BUF_TESTBENCH; architecture STRUCT_BUF_TEST of 编译上面的VHDL代码时,会出现语法错误“ Width mismatch. Expected width 8, Actual width is 4 ”。 如果将VHDL代码改为“ test_reg2 <= "0000"&test_reg1; "匹配位宽,则不会出现语法错误。 如果在 Verilog 中将 4 位信号分配给 8 位信号会怎样? 事实上,当您在 VHDL 代码中分配错误的内容时,VHDL 编译器更有可能引入语法错误。当您成功编译 VHDL 代码时,与 Verilog 相比,您的 VHDL 代码更有可能正常工作。
output reg q; 3 input d, en, clk; 4 5 always @(posedge clk) begin 6 if(en) 7 q<=d; 8
配置代码高亮和自动补全 在插件选项卡中输入ext:sv,就可以搜索到下面的插件: 我安装的是第一个,然后,安装之后,代码高亮和自动补全就有了: 实现代码自动纠错 这就需要把vivado安装目录下的bin 最后,在vscode里面进行设置: 然后,在搜索框里输入verilog,然后,把下面的复选框选中xvlog 最后就是重启vscode,那就能看到自动的代码纠错功能啦~ 自动生成TestBench( 仅适用于Verilog) 在敲代码的时候, 写testbench费时费力,用VSCode能自动生成TestBench,解放生产力。 在弹出的窗口中输入 pip install chardet 然后,重新打开vscode,在vscode中安装插件Verilog_TestBench 接着在写好的代码文件内,按住键盘的ctrl+shift +p,在弹出的窗口中输入testbench 于是在vscode下方的终端里,就出现了tb文件的代码,把它复制出来(VSCode的终端里面,复制就是选中文本之后,直接右键),加到新的测试文件里面就好了!
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 将输入为8的四选一多路选择器,拆分为8个位宽为1的四选一多路选择器,首先列出位宽为1真值表,得出位宽为1的四选一多路选择器。然后并接八个即可。 ? 图8 :8个位宽1多路选择器构成位宽8的多路选择器 这种设计方法,不在提供设计源码,读者可以自行讨论设计。 第二种方法,根据verilog的设计规则,可以直接描述逻辑功能,而不用描述门电路。 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。 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。 ?