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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