分别编写一个并-串转换程序par2ser和一个串-并转换程序ser2par,编写testbench将并行数据通过并-串转换程序转换成串行数据,再通过串并转换程序转换成并行数据,用modelsim仿真验证程序的正确性。

时间: 2024-09-12 14:03:37 浏览: 74
并-串转换(Parallel-to-Serial Conversion)和串-并转换(Serial-to-Parallel Conversion)是数字电路中常见的两种基本操作,它们通常用于数据的串行传输和接收。 1. 并-串转换器(par2ser)的工作原理是将并行输入的多位数据转换为单个串行输出。这通常通过一个移位寄存器和一个时钟信号来实现,每次时钟信号的上升沿将数据移位输出一位,直到所有数据位都串行输出完毕。 2. 串-并转换器(ser2par)的工作原理则相反,它将串行输入的数据转换为并行输出。这同样可以通过一个移位寄存器实现,但在每次时钟信号上升沿时,数据被移入寄存器,直到有足够的数据位被接收,然后这些位可以通过并行输出。 以下是一个简化的Verilog代码示例,展示了如何实现并-串转换器和串-并转换器。请注意,这只是一个示例,实际的程序可能需要根据具体要求进行调整。 ```verilog module par2ser #( parameter DATA_WIDTH = 8 // 并行数据位宽 )( input clk, // 时钟信号 input rst, // 复位信号 input [DATA_WIDTH-1:0] par_data, // 并行数据输入 input par_en, // 并行数据使能信号 output reg ser_data // 串行数据输出 ); reg [DATA_WIDTH-1:0] shift_reg; always @(posedge clk or posedge rst) begin if (rst) begin shift_reg <= 0; ser_data <= 0; end else if (par_en) begin shift_reg <= par_data; ser_data <= par_data[DATA_WIDTH-1]; end else begin shift_reg <= shift_reg << 1; ser_data <= shift_reg[DATA_WIDTH-1]; end end endmodule module ser2par #( parameter DATA_WIDTH = 8 // 串行数据位宽 )( input clk, // 时钟信号 input rst, // 复位信号 input ser_data, // 串行数据输入 input ser_en, // 串行数据使能信号 output reg [DATA_WIDTH-1:0] par_data // 并行数据输出 ); reg [DATA_WIDTH-1:0] shift_reg; always @(posedge clk or posedge rst) begin if (rst) begin shift_reg <= 0; par_data <= 0; end else if (ser_en) begin shift_reg <= {shift_reg[DATA_WIDTH-2:0], ser_data}; if (DATA_WIDTH-1 == 0) begin par_data <= shift_reg; end end end endmodule ``` 为了测试这两个模块,我们需要编写一个testbench来模拟时钟信号、复位信号、并行和串行输入数据以及使能信号,并观察输出是否正确。以下是一个简化的testbench示例: ```verilog module testbench; reg clk; reg rst; reg [7:0] par_data_in; reg par_en; reg ser_data_in; reg ser_en; wire ser_data_out; wire [7:0] par_data_out; // 实例化并-串转换器 par2ser par2ser_inst ( .clk(clk), .rst(rst), .par_data(par_data_in), .par_en(par_en), .ser_data(ser_data_out) ); // 实例化串-并转换器 ser2par ser2par_inst ( .clk(clk), .rst(rst), .ser_data(ser_data_in), .ser_en(ser_en), .par_data(par_data_out) ); initial begin clk = 0; forever #5 clk = ~clk; // 创建一个简单的时钟信号,周期为10个时间单位 end initial begin // 初始化信号 rst = 1; par_data_in = 0; par_en = 0; ser_data_in = 0; ser_en = 0; // 释放复位 #10 rst = 0; // 模拟并行数据输入和使能信号 #20 par_data_in = 8'b10101010; par_en = 1; #10 par_en = 0; // 模拟串行数据输入和使能信号 #30 ser_data_in = 1'b1; ser_en = 1; #10 ser_data_in = 1'b0; #10 ser_data_in = 1'b1; #10 ser_data_in = 1'b0; #10 ser_data_in = 1'b1; #10 ser_data_in = 1'b0; #10 ser_data_in = 1'b1; #10 ser_data_in = 1'b0; #10 ser_en = 0; // 结束仿真 #20 $finish; end endmodule ``` 在实际的ModelSim仿真中,您需要查看波形来验证并-串转换器和串-并转换器的功能是否正确。需要检查的波形包括并行输入数据、串行输出数据以及并行输出数据等信号。
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