用Verilog将0 -99和100-199交替写入第三个FIFO内,并输出当FIFO1写入时FIFO2暂停
时间: 2024-05-16 15:17:27 浏览: 206
这是一个比较复杂的Verilog设计题目,需要使用多个模块来实现。下面是一种可能的设计方案:
首先,我们需要设计一个FIFO模块,可以使用双端队列(deque)来实现。这个模块应该包括以下接口:
```verilog
module fifo
(
input clk, // 时钟信号
input reset, // 复位信号
input [7:0] data_in, // 数据输入
input write_en, // 写使能信号
output [7:0] data_out, // 数据输出
input read_en // 读使能信号
);
```
接下来,我们可以使用两个FIFO模块来实现题目要求的功能。第一个FIFO模块用于存储0-99和100-199交替写入的数据,第二个FIFO模块用于暂存第一个FIFO模块中的数据。同时,我们还需要一个控制模块,用于控制数据的读写和FIFO2的暂停。
下面是一个可能的Verilog代码实现:
```verilog
// FIFO模块
// 使用双端队列实现
module fifo
(
input clk, // 时钟信号
input reset, // 复位信号
input [7:0] data_in, // 数据输入
input write_en, // 写使能信号
output [7:0] data_out, // 数据输出
input read_en // 读使能信号
);
reg [7:0] data [0:255]; // 双端队列,最多可以存储256个数据
reg [7:0] head, tail; // 双端队列的头和尾指针
reg [7:0] count; // 双端队列中当前存储的数据个数
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
head <= 0;
tail <= 0;
count <= 0;
end else begin
if (write_en && count < 256) begin
data[head] <= data_in;
head <= head + 1;
count <= count + 1;
end
if (read_en && count > 0) begin
data_out <= data[tail];
tail <= tail + 1;
count <= count - 1;
end
end
end
endmodule
// 控制模块
module control
(
input clk, // 时钟信号
input reset, // 复位信号
output fifo1_write_en, // FIFO1写使能信号
output fifo2_write_en, // FIFO2写使能信号
output fifo2_read_en // FIFO2读使能信号
);
reg [1:0] state; // 状态机状态
reg [7:0] count; // 计数器,用于记录FIFO1已经写入的数据个数
parameter IDLE = 2'b00;
parameter WRITE1 = 2'b01;
parameter WRITE2 = 2'b10;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
state <= IDLE;
count <= 0;
fifo1_write_en <= 1'b0;
fifo2_write_en <= 1'b0;
fifo2_read_en <= 1'b0;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
fifo1_write_en <= 1'b1;
fifo2_write_en <= 1'b0;
fifo2_read_en <= 1'b0;
if (count == 199) begin
state <= WRITE2;
count <= 0;
end else begin
state <= WRITE1;
count <= count + 1;
end
end
WRITE1: begin
fifo1_write_en <= 1'b1;
fifo2_write_en <= 1'b0;
fifo2_read_en <= 1'b0;
if (count == 199) begin
state <= WRITE2;
count <= 0;
end else begin
state <= IDLE;
count <= count + 1;
end
end
WRITE2: begin
fifo1_write_en <= 1'b0;
fifo2_write_en <= 1'b1;
fifo2_read_en <= 1'b1;
if (count == 99) begin
state <= IDLE;
count <= 0;
end else begin
state <= WRITE2;
count <= count + 1;
end
end
endcase
end
end
endmodule
// 顶层模块
module top
(
input clk, // 时钟信号
input reset // 复位信号
);
wire [7:0] fifo1_data_out; // FIFO1的数据输出
wire [7:0] fifo2_data_out; // FIFO2的数据输出
wire fifo1_write_en; // FIFO1的写使能信号
wire fifo2_write_en; // FIFO2的写使能信号
wire fifo2_read_en; // FIFO2的读使能信号
fifo fifo1 (
.clk(clk),
.reset(reset),
.data_in(fifo2_data_out),
.write_en(fifo1_write_en),
.data_out(fifo1_data_out),
.read_en(1'b0)
);
fifo fifo2 (
.clk(clk),
.reset(reset),
.data_in({8'h0, 8'h0}),
.write_en(fifo2_write_en),
.data_out(fifo2_data_out),
.read_en(fifo2_read_en)
);
control ctrl (
.clk(clk),
.reset(reset),
.fifo1_write_en(fifo1_write_en),
.fifo2_write_en(fifo2_write_en),
.fifo2_read_en(fifo2_read_en)
);
endmodule
```
在这个设计中,我们使用了一个状态机来控制数据的读写和FIFO2的暂停。状态机共有三个状态:IDLE、WRITE1和WRITE2。在IDLE状态下,我们向FIFO1写入数据,同时将FIFO2的写使能信号和读使能信号设置为0,表示暂不读取FIFO2中的数据。当FIFO1中已经写入了199个数据时,我们进入WRITE2状态,开始向FIFO2写入数据,并且设置FIFO1的写使能信号为0,表示暂停向FIFO1写入数据。当FIFO2中已经写入了99个数据时,我们重新进入IDLE状态,开始向FIFO1写入数据。
需要注意的是,我们在FIFO2的输入端加入了一个8位的空数据,这是为了避免FIFO2中的数据在一开始就被输出。当FIFO1写入的数据个数达到199时,FIFO2开始读取数据,并且在读取完一条数据后,将空数据写入FIFO2的输入端。这样可以保证FIFO2中始终有一条空数据,避免输出重复的数据。
以上是一种可能的设计方案,仅供参考。实际上,这个题目的实现方法可能有很多种,具体的实现方式需要根据具体的需求和硬件平台进行调整。
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