关于音频总线IIS的学习---Verilog

Posted 2020-11-14 沉默改良者

关于音频总线IIS的学习---Verilog

主要思想: 在分析寄存器的值变化的时候，将时钟的边沿分两边来看，边沿之前，边沿之后，在always 块语句里面用来分析判断的寄存器的值，都应该用边沿变化之前的值，边沿之后， always块做操作的寄存器的值才发生变化。

记住，一定是寄存器量（reg定义的），像audio_sck 这种外部输入的异步信号要判断上升沿状态下的即时值。

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: 
// Engineer:  chensimin
// 
// Create Date: 2018/06/08 13:33:40
// Design Name: 
// Module Name: iis_s2p
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


module iis_s2p(

    input    wire        reset,
    input    wire        clk,    // 12.288
    input    wire        audio_sck,
    input    wire        audio_ws

    );



//-----------------------------------------------
//将外部输入的sck,ws 信号通过时钟clk进行同步采集进来
    reg audio_sck_d = 0;
    reg audio_ws_d = 0;
    always @(posedge clk or posedge reset)
    begin
        if(reset)
        begin
            audio_sck_d <= 1\'b0;
            audio_ws_d <= 1\'b0;
        end

        else 
        begin
            audio_sck_d <= audio_sck;
            audio_ws_d <= audio_ws;
        end
    end


//-----------------------------------------------
//监测audio_sck 信号的下降沿
//疑问：为什么不采用组合逻辑的方式
//assign sck_neg  =   audio_sck_d &   ~audio_sck ;
    reg sck_neg = 0;
    always @(posedge clk or posedge reset)
    begin
        if(reset)
            sck_neg <= 1\'b0;

        else if (audio_sck_d & audio_sck)
            sck_neg <= 1\'b1;

        else
            sck_neg <= 1\'b0;
    end


endmodule

/*

add_force {/iis_s2p/clk} -radix hex {1 0ns} {0 5000ps} -repeat_every 10000ps
add_force {/iis_s2p/audio_sck} -radix hex {1 0ns} {0 20000ps} -repeat_every 40000ps
add_force {/iis_s2p/reset} -radix hex {1 0ns} {0 20ns}

*/

仿真结果：

分析：

1.从仿真结果可以看出为什么不能用通常的assign语句来检测sck的下降沿信号，因为sck_neg为外部输入信号，通过时钟采集存入sck_d寄存器中，两个信号波形完全一样，根本就不会有sck_neg置高的时候。

2.信号过了主时钟，存入寄存器，寄存器值的变化分析方法：

以主时钟的上升沿为边界，分为 ：上升沿到来之前， 上升沿，上升沿之后，数据是在上升沿之后进行更新。

对于如下模块：

//-----------------------------------------------
//结合波形图来看，clk上升沿到来之前，寄存器中audio_sck_d的数据为0，clk上升沿时，将audio_sck_d里面的数据进行更新，clk上升沿之后，audio_sck_d里面的数据发生变化
//将外部输入的sck,ws 信号通过时钟clk进行同步采集进来
    reg audio_sck_d = 0;
    reg audio_ws_d = 0;
    always @(posedge clk or posedge reset)
    begin
        if(reset)
        begin
            audio_sck_d <= 1\'b0;
            audio_ws_d <= 1\'b0;
        end

        else 
        begin
            audio_sck_d <= audio_sck;
            audio_ws_d <= audio_ws;
        end
    end

对于如下模块的分析：

//-----------------------------------------------
//主时钟clk上升沿到来之前，sck_neg,audio_sck_d,audio_sck 均为0 上身沿到来的时候，audio_sck_d, audio_sck信号的值进行更新，从0-1，此时并不满足if（audio_sck_d & audio_sck）的要求
//因此，第一个主时钟clk上升沿之后，sck_neg的值依旧保持为0， 下一个主时钟clk上升沿到来之前，audio_sck_d, audio_sck,的值为1，满足if(audio_sck_d & audio_sck)的要求，因此，在第二个clk上升沿之后，sck_neg的
//的值变为1.
//监测audio_sck 信号的下降沿
//疑问：为什么不采用组合逻辑的方式
//assign sck_neg  =   audio_sck_d &   ~audio_sck ;
    reg sck_neg = 0;
    always @(posedge clk or posedge reset)
    begin
        if(reset)
            sck_neg <= 1\'b0;

        else if (audio_sck_d & audio_sck)
            sck_neg <= 1\'b1;

        else
            sck_neg <= 1\'b0;
    end