掌握用户FIFO(并行数据)接口向串行bit数据转换行为模型的编写方法,并配合testbench对UART接口控制器进行仿真验证。
时间: 2024-02-17 16:00:29 浏览: 73
实现用户FIFO接口向串行bit数据转换可以按照以下步骤进行:
1. 根据用户FIFO接口的数据结构,编写一个Verilog模块,该模块从FIFO接口中读取并行数据,转换为串行bit流,并输出到UART接口控制器。模块的输入应包括FIFO接口的读数据端口以及时钟和复位信号;输出应该包括UART接口控制器的串行数据输出端口。
2. 在模块中,需要使用一个计数器来跟踪输出的bit数,以及一个状态机来控制输出的bit流。状态机应该根据输入的FIFO数据,判断何时开始/结束输出,以及什么时候需要插入起始/停止位等控制信号。
3. 编写一个testbench,用于模拟FIFO接口和UART接口控制器,并向FIFO输入并行数据,验证模块是否正常输出串行bit流。testbench应该模拟FIFO的写入和读取操作,并检查UART控制器的串行输出是否正确。
以下是一个简单的例子,用于实现用户FIFO接口向串行bit数据转换的Verilog模块:
```verilog
module user_fifo_to_serial (
input wire clk,
input wire rst,
input wire [7:0] fifo_data,
input wire fifo_read,
output reg tx
);
reg [7:0] data_out;
reg [3:0] bit_count;
reg [1:0] state;
parameter IDLE = 2'b00;
parameter START = 2'b01;
parameter DATA = 2'b10;
parameter STOP = 2'b11;
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if (rst == 0) begin
bit_count <= 0;
state <= IDLE;
tx <= 1;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (fifo_read == 1) begin
data_out <= fifo_data;
bit_count <= 0;
state <= START;
end
end
START: begin
tx <= 0;
bit_count <= bit_count + 1;
if (bit_count == 8) begin
bit_count <= 0;
state <= DATA;
end
end
DATA: begin
tx <= data_out[bit_count];
bit_count <= bit_count + 1;
if (bit_count == 8) begin
bit_count <= 0;
state <= STOP;
end
end
STOP: begin
tx <= 1;
state <= IDLE;
end
endcase
end
end
endmodule
```
以下是一个简单的例子,用于模拟FIFO接口和UART接口控制器的testbench:
```verilog
module testbench;
reg clk;
reg rst;
reg [7:0] fifo_data;
reg fifo_read;
wire tx;
integer i;
user_fifo_to_serial uut (
.clk(clk),
.rst(rst),
.fifo_data(fifo_data),
.fifo_read(fifo_read),
.tx(tx)
);
initial begin
clk = 0;
rst = 1;
fifo_data = 0;
fifo_read = 0;
// Reset
#10 rst = 0;
// Write data to FIFO
#10 fifo_data = 8'h41;
fifo_read = 1;
#10 fifo_read = 0;
// Wait for UART to output data
repeat (10) begin
#10
end
// Check output
if (tx != 0) begin
$display("Error: Invalid start bit");
end
for (i = 0; i < 8; i = i+1) begin
#10
if (tx != 0) begin
$display("Error: Invalid data bit %d", i);
end
fifo_data = fifo_data << 1;
end
#10
if (tx != 1) begin
$display("Error: Invalid stop bit");
end
// End simulation
#10 $finish;
end
always #5 clk = ~clk;
endmodule
```
该testbench模拟输入一个字节的数据到FIFO中,并检查UART控制器的串行输出是否正确。在仿真过程中,如果存在任何错误,则会显示错误消息。
阅读全文