07模块化设计之top_down

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了07模块化设计之top_down相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一设计功能:(一)用两个分频模块,实现16分频,且让输入a 和b在16个系统时钟内,相与一次。


 

技术图片

 

 

      (二)模块化设计思想(结构化思维)

          拆分,即把一个系统划分成多个功能模块,控制模块,组合模块。然后从功能模块开始,循序渐进一个个设计好,再把所有的模块连接起来,实现系统功能。

技术图片

 

 

    


          

二设计输入

(一)顶层模块:定义输入输出端口,实现各个模块的连接通过例化   

 

//顶层模块

 

module top(

input wire Clk,

input wire Rst_n,

input wire a,

input wire b,

output wire c

);

 

wire p_flag;//connect po_flag0 to pi_flag0

wire flag;//connect po_flag to pi_flag

//例化

div_clk2 div_clk2m0(

    .clk(Clk),

    .rst_n(Rst_n),

    .po_flag0(p_flag)

    );

   

div_clk1 div_clk1m0(

     .clk(Clk),

     .rst_n(Rst_n),

     .pi_flag0(p_flag),

     .po_flag(flag)

 

);

 

 a_and_b a_and_bm0(

. clk(Clk),

. rst_n(Rst_n),

. pi_flag(flag),

. pi_a(a),

. pi_b(b),

. po_c(c)

);

 

endmodule

 

 

        (二)分频模块:两个分频模块实现16分频

//分频模块2实现四分频并输出一个分频标志信号

module div_clk2(

    input   wire            clk,

    input   wire            rst_n,

    output  reg             po_flag0

    );

wire    rst;

reg [1:0] div_cnt;

assign rst = ~rst_n;

 

 

//div cnt

 

always @(posedge clk)begin

    if(rst == 1‘b1 )begin

        div_cnt <= ‘d0;

    end

    else if (div_cnt == ‘d3) begin

        div_cnt <= ‘d0;

    end

    else

        div_cnt <= div_cnt + 1‘b1;

   

end

 

//po_flag0

always @(posedge clk) begin

    if (rst == 1‘b1 ) begin

        po_flag0<= 1‘b0;       

    end

    else if(div_cnt== ‘d2)begin

        po_flag0 <= 1‘b1;

    end

    else begin

        po_flag0 <= 1‘b0;

    end

end

endmodule

 

//分频模块1在分频模块2的基础上,实现16分频并输出对应的分频标志信号

 

module div_clk1(

      input wire clk,

      input wire rst_n,

      input wire pi_flag0,

      output reg po_flag

 

);

wire rst;

assign rst = ~rst_n;

 

//div_cnt under the pi_flag0

reg [1:0]div_cnt;

always@(posedge clk)

if(rst)

    div_cnt<=0;

else if(div_cnt==2‘d3)

    div_cnt<=0;

else if(pi_flag0)

    div_cnt<=div_cnt+1‘b1;

else

    div_cnt<=div_cnt;

   

//po_flag

always@(posedge clk)

if(rst)

    po_flag<=0;

else if(div_cnt==2‘d3 & pi_flag0)//lack & pi_flag0 is error

    po_flag<=1‘b1;

else

po_flag<=0;

endmodule

 

          (三)相与模块

//相与模块,在16分频的标志信号下,相与

module a_and_b(

input wire clk,

input wire rst_n,

input wire pi_flag,

input wire pi_a,

input wire pi_b,

output reg po_c

);

wire rst;

assign rst = ~rst_n;

always@(posedge clk)

if(rst==1‘b1)

    po_c<=1‘b0;

else if(pi_flag==1‘b1)

    po_c<=pi_a & pi_b;

else

    po_c<=0;

   

endmodule

 

    三总结

        (一)常见疑问及答案

        1.在不同模块的信号,通过传输线连在一起,那这些信号会有延时嘛(即变化实际不一样)?

      实际上,在不同模块的同一信号如po_flag, pi_flag,flag,他们通过flag信号连在一起,是同时变化的。

        2.在什么情况下存在延时?

      存在延时一个时钟的会是在时序逻辑的always里,如下面的赋值语句中

 

else if(div_cnt== ‘d2)begin

        po_flag <= 1‘b1;

po_flag在仿真中,实际为高电平在分频计数值为3.

else if (pi_flag == 1‘b1) begin

        po_c <= pi_a & pi_b;

    end

而在相与模块里,发生相与操作是在po_flag为高后,再延迟一个时钟,故相与在分频计数值为2后,延迟了两个时钟周期,

    3.注意下面这句易出错

     else if(div_cnt==2‘d3 & pi_flag0)//lack & pi_flag0 is error

        po_flag<=1‘b1;

    若缺少后面的与条件,会持续四个时钟周期,由于div_cnt每四个时钟更新。

      (二)设计注意点

      1.sublime列编辑:shift+鼠标右键。

  2.赛灵思要求为同步复位,故开发板是异步复位,则程序设计为

    wire rst;

    assign  rst = ~rst_n;

  3.在例化,模块的接口是输入,可以连接wire或reg型变量。但模块的接口是输出,必须连接wire型。

   4.基本语法准则:即always赋值的输出信号,只能为reg型。而assign赋值的输出信号,只能为wire型。

    (三)仿真

  

 

`timescale 1ns/1ns

`define clk_period 20

module top_tb();

reg clk;

reg rst_n;

reg a;

reg b;

wire c;

top top_m0(

.Clk(clk),

.Rst_n(rst_n),

.a(a),

.b(b),

.c(c)

);

 

initial clk =1;

always#(`clk_period/2) clk = ~clk;

initial begin

 rst_n =0;

 a=0;

 b=0;

 #(`clk_period*2);

 rst_n =1;

  #(`clk_period*40);

  rst_n = 0;

   #(`clk_period*12);

   $stop;

  

end

always#(`clk_period*2) a = {$random};

always#(`clk_period*2) b= {$random};

 

endmodule

//波形:

 

 技术图片

 

 

 

 

以上是关于07模块化设计之top_down的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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