Verilog HDL 实验串行数据检测

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VerilogHDL实验报告

VerilogHDL实验报告

VerilogHDL实验报告实验一Modelsim仿真软件的使用一、实验目的(1)熟悉Modelsim 软件(2)掌握Modelsim 软件的编译、仿真方法(3)熟练运用Modelsim 软件进行HDL 程序设计开发二、实验内容1、实验要求用Verilog HDL 程序实现一个异或门,Modelism仿真,观察效果。

2、步骤1、建立工程2、添加文件到工程3、编译文件4、查看编译后的设计单元5、将信号加入波形窗口6、运行仿真3、方法moduleyihuo (a,b,c);inputa,b;output c;assign c=a^b;endmodule测试程序:module t_yihuo;reg a,b; wire c;initial begin a=0; forever #20 a=~a; end initial begin b=0; forever #30 b=~b; endyihuou1(a,b,c);endmodule二、实验结果波形图:三、分析和心得通过这次的实验,我基本熟悉Modelsim软件,掌握了Modelsim软件的编译、仿真方法。

同时在编写程序的过程中,加深了我对课上所讲的HDL的语法的认识。

实验二简单组合电路设计一、实验目的(1)掌握基于Modelsim的数字电路设计方法(2)熟练掌握HDL 程序的不同实现方法二、实验内容1、实验要求设计一个三人表决器(高电平表示通过),实验内容如下:(1)三个人,一个主裁判,两个副裁判;(2)规则:只要主裁判同意,输出结果为通过;否则,按少数服从多数原则决定是否通过。

使用 Verilog HDL 程序实现上述实验内容,并使用modelsim 仿真。

2、方法module test(a,b,c,s);inputa,b,c;output s;assign s=c|(b&a);endmodulemodulet_test;rega,b,c;wire s;initialbegina=0;forever#10 a=~a;endinitialbeginb=0;forever #20 b=~b;endinitialbeginc=0;forever#40 c=~c;endtest u1(a,b,c,s);endmodule三、实验结果四、分析和心得通过本次实验,我掌握基于Modelsim的简单数字电路设计方法,且尝试了用不同方法实现功能,三人表决器可以通过testbench测试程序实现,也可以利用always模块实现,可见程序的设计思想是很重要的。

用状态机实现序列检测器实验报告

用状态机实现序列检测器实验报告

实验报告用状态机实现序列检测器实验一、实验目的1.用Verilog HDL描述有限状态机电路。

2.IPCORE的概念与设计。

二、实验内容1.应用有限状态机的设计思路,检测从FPGA片上ROM读出的串行数据是否是特定的数据。

2.每个人需要检测的数据是所用的电脑编号+200后转换的8位二进制数。

三、实验要求1.拟用按键、拨动开关实现系统的时钟,复位信号的输入。

2.一个7段数码显示译码器作为检测结果的输出显示,如果串行序列为”100101”,显示A,否则显示b(系统需要设计一个7段数码显示译码器模块)仍使用消抖模块,对由按键输入的时钟进行消抖处理。

3.读取的串行数据为rom中固化的一个宽度为1bit,深度为16bits的数据。

四、设计思路软件的设计框图如下,该实验可以分为几个模块,rom数据读出模块,串行检测模块,数码管显示模块,顶层模块。

输入的clk为按键消抖后输出的数据,按下一次检测一次,在时钟的上升沿读出数据,时钟的下降沿检测数据,串行模块输出的4bits的数据,直接送给数码管译码模块,译码输出。

五、设计原理1.ROM IP核的生成首先在ISE自己的工程中新建一个块内存,Block Memory Generator,配置深度为16,宽度为1bit,选择生成的类型为单端ROM,然后选择一个已经编写好的memory初始化文件。

Memory初始化文件,编写coe文件:这里我要写入的是226,所以二进制是11100010,写入的内容如下,:memory_initialization_radix=10;memory_initialization_vector=1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0;保存并选择载入。

2.读取rom中的数据根据时钟上升沿读取数据,所以可以写出rom读的代码,代码如下:module read_rom(clk,da,rst);input clk;input rst;output da;reg[3:0] counter;always@(posedge clk or posedge rst) beginif(rst)counter<=1'b0;else counter<=counter+1'b1;enddata_rom u1(.clka(clk), // input clka.addra(counter), // input [3 : 0] addra.douta(da) // output [0 : 0] douta);编写仿真激励文件,得到如下波形,分析可以知道,时钟上升沿数据被读取,读取的数据与我们在配置文件中写入的相同。

Verilog HDL硬件描述语言实验报告

Verilog HDL硬件描述语言实验报告

Verilog HDL实验报告学院:应用科学学院班级:电科13-2班姓名:学号:实验一组合逻辑电路设计(1)实验目的(1)熟悉FPGA设计流程;(2)熟悉DE2开发板的基本元件使用(开关、发光二极管);(3)学习基本组合逻辑元件的Verilog HDL设计以及实现(数据选择器);(4)掌握连续赋值语句使用;实验内容本实验的目的是学习如何连接一个简单的外部输入、输出器件到FPGA 芯片以及如何在FPGA器件上实现逻辑电路控制简单外部器件。

考虑使用DE2开发板上拨动开关SW17-0(toggle Switch)作为电路的输入。

使用发光二极管(Light Emitt-ing Diodes,LEDs)和7段显示数码管(7-segment Display)作为电路的输出。

第1部分连续赋值语句步骤1、新建Quartus II工程,选择Cyclone II EP2C35F672C6作为目标芯片,该芯片是DE2开发板上的FPGA芯片;2、编写Verilog HDL代码加入到Quaruts II工程;3、引脚分配,并编译工程该工程;4、将编译好的电路下载到FPGA器件。

扳动拨动开关观察相应的发光二极管显示,验证电路功能是否正确;代码module part1(input wire[2:0]SW,output wire LEDR);wire r_g,s_g,qa,qb;and u1(r_g, SW[0], SW[1]);and u2(s_g, SW[1], SW[2]);nor u3(qa, r_g, qb);nor u4(qb, qa, s_g);assign LEDR = qa;endmodule第2部分简单的数据选择器步骤1 .新建Quartus II工程;2.在工程中加入8位宽的2选1数据选择器Verilog HDL代码。

使用DE2开发板上的SW17作为输入s,开关SW7-0作为输入X,SW15-8作为输入Y。

基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,附源程序仿真源码及测试图片

基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,附源程序仿真源码及测试图片

FPGA Verilog RS232串口回环测试基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,支持多byte数据传输,附源程序仿真源码及测试图片。

测试基于SSCOM/友善之臂上位机软件测试,测试结果如下图一图二所示。

图一SSCOM图二图三连续发送仿真截图图四连续接收仿真截图后附verilog源程序代码及testbech仿真例程,注释欠。

重点:多byte回环测试要点,上位机串口多位数据连续发送停止位和起始位之间无间隔,回环程序在接收和发送都需要具备在停止位后能立马跳转到下一个起始位的能力。

重点关注cnt_bit的处理方式。

附录1 顶层例化uart_txd uart_txd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.tx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.send_en(rx_done),.send_done(),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));uart_rxd uart_rxd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));附录2 串口发送源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 09:45:23// Design Name:// Module Name: uart_txd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies:// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd(clk_50m,reset_n,tx_data,baud_set,send_en,send_done,send_busy,uart_tx);input clk_50m;input reset_n;input[7:0] tx_data;input[2:0] baud_set;input send_en;output reg send_done;output reg send_busy;output reg uart_tx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg[7:0] tx_data_r;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)tx_data_r <=8'd0;else if(send_en)tx_data_r <= tx_data;elsetx_data_r <= tx_data_r;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_busy <=1'b0;else if(send_en)send_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_busy <=1'b0;elsesend_busy <= send_busy;endelsesend_busy <= send_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_done <=1'b1;elsesend_done <=1'b0;endelsesend_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(send_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;/****************************************always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <= 4'd0;else if(send_en) //send_en needs to be 1 clock high pulse cnt_bit <= 4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit == 4'd10)cnt_bit <= 4'd0;elsecnt_bit <= cnt_bit + 1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;******************************************/always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <=4'd0;else if(send_busy &&(cnt_bit ==4'd11))cnt_bit <=4'd1;else if(cnt ==1)cnt_bit <= cnt_bit +1'b1;elsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_tx <=1'b1;endelsecase(cnt_bit)4'd0:;4'd1: uart_tx <=1'b0;//start4'd2: uart_tx <= tx_data_r[0];//bit 04'd3: uart_tx <= tx_data_r[1];4'd4: uart_tx <= tx_data_r[2];4'd5: uart_tx <= tx_data_r[3];4'd6: uart_tx <= tx_data_r[4];4'd7: uart_tx <= tx_data_r[5];4'd8: uart_tx <= tx_data_r[6];4'd9: uart_tx <= tx_data_r[7];//bit 84'd10: uart_tx <=1'b1;//stopdefault:;endcaseendmodule附录3 串口发送testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 11:38:04// Design Name:// Module Name: uart_txd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;reg[7:0] tx_data;reg[2:0] baud_set;reg send_en;wire send_done;wire send_busy;wire uart_tx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial begintx_data =8'h55;baud_set =4;reset_n =0;send_en =0;#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);#(CLK_PERIOD *100);$stop;enduart_txd uart_txd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.tx_data(tx_data),.baud_set(baud_set),.send_en(send_en),.send_done(send_done),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));endmodule附录4 串口接收源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 15:30:30// Design Name:// Module Name: uart_rxd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd(clk_50m,reset_n,rx_data,baud_set,rx_done,rx_busy,uart_rx);input clk_50m;input reset_n;output reg[7:0] rx_data;input[2:0] baud_set;output reg rx_done;output reg rx_busy;input uart_rx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg uart_rx_r1;reg uart_rx_r2;wire nedge;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_rx_r1 <=8'd0;uart_rx_r2 <=8'd0;endelse beginuart_rx_r1 <= uart_rx;uart_rx_r2 <= uart_rx_r1;endassign nedge = uart_rx_r2 &(!uart_rx_r1);always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_busy <=1'b0;else if(nedge)rx_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_busy <=1'b0;elserx_busy <= rx_busy;endelserx_busy <= rx_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_done <=1'b1;elserx_done <=1'b0;endelserx_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(rx_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt_bit <=4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max )begin if(cnt_bit ==4'd10)cnt_bit <=4'd1;elsecnt_bit <= cnt_bit +1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginrx_data <=8'd0;endelse if(cnt == baud_rate_cnt_max /2)case(cnt_bit)4'd1:;//start4'd2: rx_data[0]<= uart_rx_r2;//bit 04'd3: rx_data[1]<= uart_rx_r2;4'd4: rx_data[2]<= uart_rx_r2;4'd5: rx_data[3]<= uart_rx_r2;4'd6: rx_data[4]<= uart_rx_r2;4'd7: rx_data[5]<= uart_rx_r2;4'd8: rx_data[6]<= uart_rx_r2;4'd9: rx_data[7]<= uart_rx_r2;//bit 74'd10:;//stopdefault:;endcaseelserx_data <= rx_data;endmodule附录5串口接收testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 19:44:29// Design Name:// Module Name: uart_rxd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;wire[7:0] rx_data;wire rx_done;wire rx_busy;reg uart_rx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial beginreset_n =0;uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;uart_rx =0;//start#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//start #(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);$stop;enduart_rxd uart_rxd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));endmodule。

串行数据检测

串行数据检测
output y_output;
output[2:0] state;
reg[2:0] state;
wire y_output;
parameter IDLE='d0,A='d1,B='d2,C='d3,D='d4;
assign y_output = ( state==D && x_input==1 )?1:0;
下面设计一个串行数据检测器。要求是:连续4个或4个以上为1时输出为1,其他输入情况为0。编写测试模块对设计的模块进行各种层次的仿真,并观察波形,编写实验报告。
实验代码:
Verilog程序代码_时钟触发
module seqdet(x_input,y_output,clk,rst,state);
input x_input,clk,rst;
seqdet uut (
.x_input(x_input),
.y_output(y_output),
.clk(clk),
.rst(rst),
.state(state)
);
assign x_input=data[25];
always #10 clk=~clk;
always @ (posedge clk)
end
else
begin
state <= IDLE;
end
A:if(x_input==1)
begin
state <= B;
end
else
begin
state <= IDLE;
end
B:if(x_input==1)
begin
state <= C;

verilog实验报告

verilog实验报告

verilog实验报告Verilog实验报告引言:Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于设计和模拟数字电路。

它是一种高级语言,能够描述电路的行为和结构,方便工程师进行数字电路设计和验证。

本实验报告将介绍我在学习Verilog过程中进行的实验内容和所获得的结果。

实验一:基本门电路设计在这个实验中,我使用Verilog设计了基本的逻辑门电路,包括与门、或门和非门。

通过使用Verilog的模块化设计,我能够轻松地创建和组合这些门电路,以实现更复杂的功能。

我首先创建了一个与门电路的模块,定义了输入和输出端口,并使用逻辑运算符和条件语句实现了与门的功能。

然后,我创建了一个测试模块,用于验证与门的正确性。

通过输入不同的组合,我能够验证与门的输出是否符合预期。

接下来,我按照同样的方法设计了或门和非门电路,并进行了相应的测试。

通过这个实验,我不仅学会了使用Verilog进行基本门电路的设计,还加深了对逻辑电路的理解。

实验二:时序电路设计在这个实验中,我学习了如何使用Verilog设计时序电路,例如寄存器和计数器。

时序电路是一种具有状态和时钟输入的电路,能够根据时钟信号的变化来改变其输出。

我首先设计了一个简单的寄存器模块,使用触发器和组合逻辑电路实现了数据的存储和传输功能。

然后,我创建了一个测试模块,用于验证寄存器的正确性。

通过输入不同的数据和时钟信号,我能够观察到寄存器的输出是否正确。

接下来,我设计了一个计数器模块,使用寄存器和加法电路实现了计数功能。

我还添加了一个复位输入,用于将计数器的值重置为初始状态。

通过测试模块,我能够验证计数器在不同的时钟周期内是否正确地进行计数。

通过这个实验,我不仅学会了使用Verilog设计时序电路,还加深了对触发器、寄存器和计数器的理解。

实验三:组合电路设计在这个实验中,我学习了如何使用Verilog设计组合电路,例如多路选择器和加法器。

组合电路是一种没有状态和时钟输入的电路,其输出只取决于当前的输入。

Verilog-HDL实验报告

Verilog-HDL实验报告

HDL实验报告专业电子科学与技术姓名学号指导老师1 实验一Modelsim仿真软件的使用1.1 实验目的(1)熟悉Modelsim 软件;(2)掌握Modelsim 软件的编译、仿真方法;(3)熟练运用Modelsim 软件进行HDL 程序设计开发。

1.2 实验步骤(1)学习使用Modelsim软件;(2)分析原理及功能;(3)用Verilog HDL编写程序;(4)编写测试程序进行仿真;(4)观察波形,分析仿真结果是否正确。

1.3 实验内容用Verilog HDL 程序实现一个异或门,Modelsim 仿真,观察效果。

1.4.1 程序module my_xor(ina,inb,out);input ina,inb;output out;assign out=ina^inb;endmodulemodule t_xor;reg ina,inb;wire out;initialbeginina=1'b0;forever #20 ina=~ina;endinitialbegininb=1'b0;forever #10 inb=~inb;endmy_xor tt(.ina(ina),.inb(inb),.out(out));endmodule2 实验二简单组合电路设计2.1 实验目的(1)掌握基于Modelsim 的数字电路设计方法;(2)熟练掌握HDL 程序的不同实现方法2.2 实验步骤(1)分析原理及功能;(2)根据原理用Verilog HDL编写程序;(3)编写测试程序进行仿真;(4)观察波形,分析仿真结果是否正确。

2.3 实验内容设计一个三人表决器(高电平表示通过) ,实验内容如下:(1)三个人,一个主裁判,两个副裁判;(2)规则:只要主裁判同意,输出结果为通过;否则,按少数服从多数原则决定是否通过。

使用Verilog HDL 程序实现上述实验内容,并使用modelsim 仿真(要求:至少使用两种方法实现上述实验内容和testbench)。

verilog hdl实验报告

verilog hdl实验报告

verilog hdl实验报告《Verilog HDL实验报告》Verilog HDL(硬件描述语言)是一种用于描述电子系统的硬件的语言,它被广泛应用于数字电路设计和硬件描述。

本实验报告将介绍Verilog HDL的基本概念和使用方法,并通过实验展示其在数字电路设计中的应用。

实验目的:1. 了解Verilog HDL的基本语法和结构2. 掌握Verilog HDL的模块化设计方法3. 熟悉Verilog HDL的仿真和综合工具的使用实验内容:1. Verilog HDL的基本语法和结构Verilog HDL是一种硬件描述语言,其语法和结构类似于C语言。

它包括模块定义、端口声明、信号赋值等基本元素。

在本实验中,我们将学习如何定义Verilog模块,并使用端口声明和信号赋值描述数字电路的行为。

2. Verilog HDL的模块化设计方法Verilog HDL支持模块化设计,可以将复杂的电路分解为多个模块,每个模块描述一个子电路的行为。

在本实验中,我们将学习如何设计和实现Verilog模块,并将多个模块组合成一个完整的数字电路。

3. Verilog HDL的仿真和综合工具的使用Verilog HDL可以通过仿真工具进行功能验证,也可以通过综合工具生成实际的硬件电路。

在本实验中,我们将使用Verilog仿真工具对设计的数字电路进行功能验证,并使用综合工具生成对应的硬件电路。

实验步骤:1. 学习Verilog HDL的基本语法和结构2. 设计一个简单的数字电路,并实现Verilog模块描述其行为3. 使用仿真工具对设计的数字电路进行功能验证4. 使用综合工具生成对应的硬件电路实验结果:通过本实验,我们学习了Verilog HDL的基本概念和使用方法,并成功设计和实现了一个简单的数字电路。

我们使用仿真工具对设计的数字电路进行了功能验证,并使用综合工具生成了对应的硬件电路。

实验结果表明,Verilog HDL在数字电路设计中具有重要的应用价值。

第5章 VerilogHDL代码的测试(EDA技术)

第5章  VerilogHDL代码的测试(EDA技术)

EDA技术第五章VerilogHDL代码的测试第一节语句一、延时语句“#”延时语句用来在仿真程序中实现输入信号的延时。

格式:#数字变量 = value;其中“数字”代表和上一时间点的时间间隔,其单位是1/2时钟周期。

例如:reset = 0;#2 reset = 1;#4 reset = 0;表示reset初始值为零,经过一个时钟周期后取值变为1;再经过2个时钟周期,取值又变成0。

二、initial语句一个程序块内可以有多个initial语句,该语句在程序中仅执行一次。

格式:initialbegin语句1;语句2;......语句n;end三、forever语句forever语句常用于产生周期性的波形,作为仿真测试信号,它必须写在initial块中。

格式:Initial beginforever #1 clock = ~clock;end四、always语句仍然可以使用格式同代码中的写法一样,同样也是不断重复执行,根据触发条件选择相应操作。

五、端口定义(1)在模块定义中不需要声明端口,以()结束即可;(2)输入端口全部定义为寄存器(reg)类型;(3)输出端口全部定义为线网(wire)类型。

第二节举例一、读写状态机module ReadWrite_test_v_tf();// DATE: 23:29:59 10/27/2008// MODULE: ReadWrite// DESIGN: ReadWrite// FILENAME: test.v// PROJECT: ReadWrite// VERSION:// Inputsreg clock;reg reset;reg active_in;reg [7:0] data_in;// Outputswire end_out;wire [7:0] data_out;wire [1:0] re_we_out;// Bidirs// Instantiate the UUTReadWrite uut (.clock(clock),.reset(reset),.active_in(active_in),.end_out(end_out),.data_in(data_in),.data_out(data_out),.re_we_out(re_we_out));// Initialize Inputsinitial beginforever #1 clock = ~clock;endinitial beginclock = 0;reset = 0;active_in = 0;data_in = 0;#1 reset = 1;#4 reset = 0;#3 active_in = 1;data_in = 8'h11;endendmodule。

串行器verilog代码

串行器verilog代码

串行器verilog代码串行器(Serializer)是一种电子设备,用于将并行数据转换为串行数据,以便在单个通道上进行传输。

以下是一个简单的串行器的 Verilog 代码示例:verilogmodule Serializer (input wire clk, // 时钟信号input wire reset, // 复位信号input wire [7:0] parallel_data, // 并行数据输入output reg serial_data // 串行数据输出);reg [2:0] shift_reg; // 移位寄存器,用于存储并行数据的位reg [2:0] count; // 计数器,用于控制移位寄存器的移位次数always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begin// 当复位信号为高电平时,将计数器和移位寄存器清零count <= 0;shift_reg <= 0;serial_data <= 0;end else beginif (count == 3'd7) begin// 当计数器达到最大值时,将并行数据的最低位存入移位寄存器,并将计数器清零shift_reg <= {parallel_data[0], shift_reg[2:1]};count <= 0;end else begin// 否则,将移位寄存器向左移动一位,并将计数器加1shift_reg <= {shift_reg[1:0], serial_data};count <= count + 1;end// 将移位寄存器的最低位作为串行数据输出serial_data <= shift_reg[0];endendendmodule需要注意的是,上述代码中的计数器 count 用于控制移位寄存器的移位次数,当计数器达到最大值时,将并行数据的最低位存入移位寄存器,并将计数器清零。

verilog检查技巧

verilog检查技巧

verilog检查技巧在Verilog中,检查的技巧主要涉及以下几个方面:1. 时序检查:Verilog提供了多种系统任务用于时序检查,包括$setup、$hold、$recovery、$removal、$width和$period等。

这些系统任务可以帮助你检查设计中的元件是否满足建立时间和保持时间的约束条件。

例如,$setup任务用于检查建立时间约束条件,而$hold任务用于检查保持时间约束条件。

2. 序列检测:对于序列检测,例如检测特定序列'001_110',可以使用寄存器(如a_reg)来存储输入信号,并在每个时钟周期更新寄存器的值。

然后,通过比较寄存器的值与目标序列进行匹配。

3. 代码风格和可读性:良好的代码风格和命名约定可以提高代码的可读性和可维护性。

在Verilog中,使用有意义的变量名和模块名,以及适当的注释可以帮助其他人更好地理解你的代码。

4. 仿真测试:在编写Verilog代码时,进行仿真测试是非常重要的。

使用仿真工具,你可以测试你的设计在各种输入条件下的行为,并验证其功能是否正确。

5. Linting和静态分析:Linting和静态分析工具可以帮助你检查代码中的潜在问题,例如未使用的变量、未初始化的模块端口等。

这些工具可以帮助你发现并修复代码中的错误。

6. 版本控制:使用版本控制系统(如Git)来跟踪你的代码更改和历史记录是非常重要的。

这样,你可以轻松地回溯代码、查找问题并协作与他人一起工作。

7. 模块化设计:将你的设计划分为多个模块可以提高可维护性和可重用性。

每个模块应该具有明确定义的输入和输出端口,并且具有清晰的功能描述。

8. 验证工具和环境:使用验证工具和环境可以帮助你自动化测试和验证你的设计。

这些工具通常支持多种仿真引擎和协议,并且可以生成测试平台和测试向量。

VerilogHDL实现串行数据接收器

VerilogHDL实现串行数据接收器

电子报/2006年/3月/19日/第016版开发创新Verilog HDL实现串行数据接收器陕西李云随着电子设计自动化技术和可编程逻辑器件的发展,电子系统的设计,尤其是数字系统的设计已经发生了很大的变化。

过去的数字系统,多是选用一些中小规模的集成电路,加上一些外围元件去实现一个特定的功能;而现在越来越多的设计开始采用可编程逻辑器件(PLD)来实现。

用硬件描述语言(HDL)进行电路设计,则是基于PLD的常用方式。

本文通过一个串行数据接收器的设计实例来说明这种设计过程。

一、设计要求设计一个串行数据接收器,串行数据输入采用曼彻斯特编码,格式见图1。

码元中间都有跳变。

上跳(低电平到高电平,高电平为+5V,低电平为0V)表示“1”,下跳(高电平到低电平)表示“0”。

无数据传送时,SERIN为低电平,数据传送采用帧格式,每帧之间可以无间隔连续传送。

每次开始传送,都在SERIN上先传送连续6bit的位同步串“101010”,位同步串只是为了位时钟的提取。

数据传送时,高有效位在前,低有效位在后。

位速率为2Mbps。

其外部管脚定义见图2。

要求:1.在连续检测到三个帧的同步字后,进入同步帧状态,置F LOSS信号无效(低电平),开始通过单字DMA方式向CPU传送数据,如果DMA的响应不够及时,数据自动丢掉。

2.在帧同步状态,任何一个帧的同步字不匹配,则进入失步状态,置F LOSS信号有效(高电平)。

需要重新开始同步的过程,连续检测到J个帧的同步字后,再次进入同步帧状态。

3.每帧发送完成,产生一个中断(脉冲方式)。

4.时钟频率要求达到50MHz。

二、模块结构串行数据接收单元分为四个子模块:位时钟提取模块、串/并转换模块、CPU接口模块、控制器模块。

最后把它们在一个顶层模块里组织起来。

各模块的输入输出信号定义,它们之间的连接关系及组织结构如图3所示。

三、关键技术分析1.位时钟提取从外来信号里提取时钟一般有两种方法,一种是高频时钟(一般是4倍频或8倍频)直接检测低频时钟(检测下降沿或上升沿)的办法;另一种是全数字锁相环ADPLL。

数字系统设计与Verilog HDL课后习题

数字系统设计与Verilog HDL课后习题

习题11.1现代EDA技术的特点有哪些?1.2什么是Top-down设计方式?1.3数字系统的实现方式有哪些?各有什么优缺点?1.4什么是IP复用技术? IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义?1.5用硬件描述语言设计数字电路的优势是什么?1.6结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。

1.7基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤?1.8什么是综合?常用的综合工具有哪些?1.9功能仿真与时序仿真有什么区别?1.10 FPGA与ASIC在概念上有什么区别?习题22.1 PLA和PAL在结构上有什么区别?2.2说明GAL的OLMC有什么特点,它怎样实现可编程组合电路和时序电路?2.3简述基于乘积项的可编程逻辑器件的结构特点。

2.4基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么?2.5基于乘积项和基于查找表的结构各有什么优点?2.6 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别?各有什么特点?2.7 FPGA器件中的存储器块有何作用?2.8 Altera的MAX II器件是属于CPLD还是FPGA,请查阅有关资料并进行分析。

2.9边界扫描技术有什么优点?2.10说说JTAG接口都有哪些功能。

2.11 FPGA/CPLD器件未来的发展趋势有哪些?习题44.1 用Verilog设计一个8位加法器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。

4.2 用Verilog设计一个8位二进制加法计数器,带异步复位端口,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。

4.3用Verilog设计一个模60的BCD码计数器,进行综合和仿真,查看综合和仿真结果。

习题66.1阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别?6.2用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。

6.3用行为语句设计一个8位计数器,每次在时钟的上升沿,计数器加1,当计数器溢出时,自动从零开始重新计数。

计数器有同步复位端。

6.4设计一个4位移位寄存器。

6.5 initial语句与always语句的关键区别是什么?6.6分别用任务和函数描述一个4选1多路选择器。

VerilogHDL基础实验可编程实验报告

VerilogHDL基础实验可编程实验报告

可编程逻辑器件设计实验报告实验名称:第二部分:VerilogHDL基础实验实验目的:掌握Quartus II 软件的基本使用方法,完成基本时序电路设计实验时间: 2014 年 06 月 19 日地点: 803实验室学生姓名:学号:实验名称:简单D触发器实验一简单D触发器1、实验步骤(1)创建工程启动New Project Wizard,创建一个工程。

(2)创建文件选择菜单File—>New—>Verilog HDL File,创建一个Verilog HDL文件,在Verilog HDL文件中编写能够完成实验功能的Verilog HDL代码。

(3)编译工程选择菜单Processing —>Start Compilation,或者单击按钮。

(4)观察RTL视图选择菜单Tools—>Netlist Viewers—>RTL Viewer即可生成RTL视图。

(5)仿真1).创建VWF文件选择菜单File—>New—>Vector Waveform File2). 设定“End Time”选择菜单Edit File—> End Time,在弹出的对话框中将Time设置为20us。

3).在VWF文件中输入信号节点选择菜单View—>Utility Windows—>Node Finder,在出现的对话框中将Filter框中设置为Pins:all,再单击List按钮,从端口列表中选择需要观察的并拖到波形编辑窗口中。

4).编辑输入信号波形5).观察仿真结果选择菜单Processing—>Start Simulation,或者单击按钮,观察输出波形。

2. VerilogHDL代码module _DFF (clk,d,q);input clk,d;output q;reg q;always@ (posedge clk)beginq<=d;endendmodule3. RTL 视图4.仿真波形实验二同步置数的D触发器1.实验步骤(1)创建工程启动New Project Wizard,创建一个工程。

FPGA实验报告

FPGA实验报告

实验报告课程名称: FPGA技术实验名称:用状态机实现序列检测器的设计姓名:学号:班级:指导教师:实验题目一、实验原理1、实验目的:用状态机实现序列检测器的设计,并对其进行仿真和硬件测试。

2、实验内容:应用有限状态机设计思路,检测输入的串行数据是否是“010000”,本次实验由顶层文件、串行检测、并行数据转串行、数码管显示四个模块组成。

图3.1整体模块方块图3、序列检测器的原理说明:序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号,当序列检测器连续收到一组串行二进制码后,如果这组码与检测器中预先设置的码相同,则输出A,否则输出b。

由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的,这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列,直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码相同。

在检测过程中,任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。

例3-1描述的电路完成对特定的序列数"100101"的检测的部分HDL代码。

当这一串序列数高位在前(左移)串行进入检测器后,若此数与预置的密码数相同,则输出“A”,否则仍然输出“b”。

4、系统共包括4个模块:4.1、并行数据转串行数据模块(xulie.v)1)、输入端口:clk-----系统时钟,由按键K2通过消抖模块后提供。

din6-----6bits输入数据,需在时钟控制下,串行输出。

reset----系统复位信号,当reset=1’b1时,系统输出复位,否则系统正常工作。

2)、输出端口:din----------1bit输出信号3)、操作要求及功能描述:1、异步复位,在时钟控制下,将并行输入数据din6[5:0],按照din[5],din[4],din[3],din[2],din[1],din[0]的顺序输出至串行检测模块的输入端口din。

2、根据设计要求,先画出并行数据转串行数据模块的状态转移图,在此基础上写出HDL代码。

3、比较实验指导书提供并行数据转串行数据模块(xulie.v)的参考代码,总结有限状态机的HDL4.2、串行检测模块(schk.v)1)、输入信号:DIN-----1bit的串行输入数据CLK-----同步输入时钟CLR ------异步清零信号,当CLR=1,系统输出置0,否则,系统正常工作2)、输出信号:AB--------4bits数据,如果系统检测到6’b100101的串行输入,AB=4’b1010,否则,AB=4’b1011。

基于Verilog HDL的并行序列检测器设计

基于Verilog HDL的并行序列检测器设计

0 引言二进制序列检测器是具有识别任意一串二进制数据中某特殊码功能逻辑电路,是对一组或多组连续二进制数从数字码中识别、区分出来的电路,广泛应用于数据通讯、密码认证、雷达和遥测等领域[1],比如ATM机,密码锁等。

常见的序列检测器可以采用分离元件来实现,基于Verilog HDL语言设计并行序列检测器,与传统设计方法相比,提高效率和增加电路稳定性。

以计算机辅助为基础的电子设计自动化(EDA Elec-tronics Design Automation)技术成为电子设计重要工具,Verilog HDL硬件描述语言是以文字形式描述数字系统硬件电路结构和行为的语言,用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式和数学系统逻辑功能[2-3]。

在每个抽象层次描述上进行仿真验证,及时发现设计错误,缩短设计周期[4]。

1 序列检测器的设计思路1.1 有限状态机介绍有限状态机是一种用来进行对象行为建模的工具,其作用是描述对象在它生命周期内所经历的状态序列,以及如何响应来自外界的各种事件。

有限状态机广泛应用于建模行为、硬件电路设计、软件工程等、网络协议的设计。

在数字系统中,当某一事物发生连续变化时,可以采用有限状态机设计思路提高设计效率,增加程序可读性,降低错误概率。

有限状态机设计思路是数字系统中最常用的设计方法之一,状态机分Mealy和Moore,Mealy状态机输出是由现态和输入共同决定,如果一个状态机的输出仅有现态决定,那么就是一个Moore型状态机。

1.2 设计电路要求本设计的序列检测器能够从当输入并行数据流连续出现5位二进制数“10010”时,输出1,其他输出0。

输入信号是并行8位数据din8、clk(时钟信号)和rst_n(低电平复位信号)。

输出是检测结果信号z。

1.3 序列检测器电路结构框图序列检测器可以采用移位寄存器设计,本文采用Veril-og HDL硬件描述语言设计,只关注软件设计,硬件描述语言在FPGA内部生成逻辑电路,相对移位寄存器而言,设计过程方便修改,电路稳定。

基于verilog的串口通信实验指导和源程序

基于verilog的串口通信实验指导和源程序

自己看了很多材料以后,精心整理的串口通信实验原理和指导,在网上找了很多代码,大部分因为没有很好的注释,看起来很头疼,于是自己写了一份,附带详细的注释,在modelsim仿真器上已经得到验证,现在传上来,仅供参考。

PS1:最后部分给出了一个测试文件,写的非常简单,只是验证了功能,不是很好的测试;PS2:代码部分看上去有点乱,因为在word中代码的层次结构无法清晰显示,如有需要,下载后把代码copy到notepad++这种类似的专用变成工具里面,就很清晰的显示代码和注释了。

第一部分:实验原理串行通信要求的传输线少,可靠性高,传输距离远,被广泛应用于计算机和外设的数据交换。

通常都由通用异步收发器(UART)来实现串口通信的功能。

在实际应用中,往往只需要UART的几个主要功能,专用的接口芯片会造成资源浪费和成本提高。

随着FPGA/CPLD的飞速发展与其在现代电子设计中的广泛应用,FPGA/CPLD功能强大、开发过程投资小、周期短、可反复编程、保密性好等特点也越来越明显。

因此可以充分利用其资源,在芯片上集成UART功能模块,从而简化了电路、缩小了体积、提高了可靠性,而且设计时的灵活性更大,周期更短。

UART简介UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter通用异步收发器)是一种应用广泛的短距离串行传输接口。

常常用于短距离、低速、低成本的通讯中。

8250、8251、NS16450等芯片都是常见的UART器件。

基本的UART通信只需要两条信号线(RXD、TXD)就可以完成数据的相互通信,接收与发送是全双工形式。

TXD是UART发送端,为输出;RXD是UART接收端,为输入。

UART的基本特点是:(1)在信号线上共有两种状态,可分别用逻辑1(高电平)和逻辑0(低电平)来区分。

在发送器空闲时,数据线应该保持在逻辑高电平状态。

(2)起始位(Start Bit):发送器是通过发送起始位而开始一个字符传送,起始位使数据线处于逻辑0状态,提示接受器数据传输即将开始。

verilog 测试 方法

verilog 测试 方法

verilog 测试方法在verilog设计中,测试是确保设计功能正确性的关键步骤。

有效的测试方法可以帮助我们发现潜在的设计缺陷和错误,以及验证设计是否符合预期的行为。

为了进行有效的测试,我们需要明确设计的功能和预期的行为。

这意味着我们需要仔细阅读和理解设计规范和需求文档,以及与设计相关的标准和规范。

只有当我们完全理解设计的目标和预期行为时,我们才能准确地确定测试的范围和目标。

接下来,我们需要制定测试计划和测试策略。

测试计划是指在测试过程中需要执行的一系列测试任务和步骤的计划。

测试策略是指确定测试的方法和技术的策略。

在测试计划中,我们需要考虑以下几个方面:1. 单元测试:单元测试是对设计中的各个模块进行独立测试的过程。

在单元测试中,我们需要编写测试用例,以覆盖各种可能的输入和边界条件,并验证模块的输出是否符合预期的行为。

为了方便测试,我们可以使用verilog中的testbench,通过向模块输入信号并捕获输出信号,来验证模块的功能。

2. 综合测试:综合测试是对设计中的多个模块进行集成测试的过程。

在综合测试中,我们需要验证各个模块之间的接口是否正确,并验证设计在整体上是否符合预期的行为。

为了方便综合测试,我们可以使用verilog中的模块实例化和连接机制,将各个模块组合在一起进行测试。

3. 性能测试:性能测试是对设计在不同工作负载和条件下的性能进行评估的过程。

在性能测试中,我们需要模拟设计在不同的工作负载下的行为,并验证是否满足设计规格中的性能指标。

为了方便性能测试,我们可以使用verilog中的仿真工具,通过调整仿真时钟频率和工作负载来模拟不同的性能条件。

4. 安全性测试:安全性测试是对设计在面对不同攻击和恶意行为时的安全性进行评估的过程。

在安全性测试中,我们需要模拟设计面对各种攻击和恶意行为的情况,并验证设计的安全机制是否能够有效地保护设计的安全性。

为了方便安全性测试,我们可以使用verilog中的assert语句,来自动化验证设计中的安全机制。

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Verilog HDL 实验报告(六)
系部名称:通信工程
专业名称:通信工程
班级:
班内序号:
学生姓名:
实验内容:串行数据检测一设计模块
源代码:
module check(clk,rst,in,out);
input clk,rst;
input in;
output out;
reg [3:0] state;
reg out;
parameter idle=3'b000,
state1=3'b001,
state2=3'b010,
state3=3'b011,
state4=3'b100,
state5=3'b101,
state6=3'b110,
state7=3'b111;
always @(posedge clk or negedge rst)
if (!rst)
begin
state<=idle;
end
else
case (state)
idle: if (in==1'b0)
state<=state1;
else state<=idle;
state1: if (in==1'b1)
state<=state2;
else state<=state1;
state2: if (in==1'b1)
state<=state3;
else state<=state1; state3: if (in==1'b0)
state<=state4;
else state<=idle;
state4: if (in==1'b1)
state<=state5;
else state<=state1;
state5: if (in==1'b0)
state<=state6;
else state<=state3;
state6: if (in==1'b1)
state<=state7;
else state<=state1;
state7: state<=idle;
default: state<=idle;
endcase
always @ (posedge clk or negedge rst) begin
if (!rst)
out<=1'b0;
else if (state==state7)
out<=1'b1;
else out<=1'b0;
end
endmodule
二测试模块
module jiance;
reg clk,rst;
reg [23:0]in;
wire out;
wire [2:0]state;
wire x,z;
check we(clk,rst,in,out);
assign x=in[23];
always #10 clk=~clk;
always @(posedge clk)
in={in[22:0],in[23]};
initial
begin
$monitor($time ,"out=%b",out);
clk=0;
rst=1;
#2 rst=0;
#50 rst=1;
#50 rst=0;
in='b0011_1111_1110_0101_1010;
#500 $stop;
end
endmodule
三输出结果。

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