请根据堆栈指针的功能要求,采用硬件描述语言编写堆栈指针的实体 及结构体实现部分代码。具体的输入输出端口要求如下: 输入信号:时钟信号clkSP;异步复位信号rst;堆栈选择信号SP_CS; 指针加1控制信号SP_UP;指针减1控制信号SP_DN; 堆栈输出使能信号nSP_EN; 输出信号:RAM地址信号AR(7downto0); 双向信号:数据信号data(7downto0)。
时间: 2023-12-20 20:04:42 浏览: 106
Verilog代码如下:
```
module stack_pointer (
input clkSP, rst, SP_CS, SP_UP, SP_DN, nSP_EN,
output reg [7:0] AR,
inout [7:0] data
);
reg [7:0] pointer;
wire [7:0] next_pointer;
always @ (posedge clkSP or negedge rst) begin
if (!rst) begin
pointer <= 8'h00;
end else if (SP_CS) begin
if (SP_UP && !SP_DN) begin
pointer <= next_pointer;
end else if (!SP_UP && SP_DN) begin
pointer <= next_pointer;
end
end
end
assign AR = pointer;
mux2 #(.WIDTH(8)) mux (
.in0(data),
.in1({1'b0, data[7:1]}),
.sel(nSP_EN),
.out(data)
);
assign next_pointer = SP_UP ? pointer + 1 : (SP_DN ? pointer - 1 : pointer);
endmodule
module mux2 #(parameter WIDTH=8) (
input [WIDTH-1:0] in0,
input [WIDTH-1:0] in1,
input sel,
output reg [WIDTH-1:0] out
);
always @ (sel) begin
if (sel) begin
out <= in1;
end else begin
out <= in0;
end
end
endmodule
```
这个模块有一个8位的寄存器用来存储堆栈指针。堆栈指针可以通过 SP_UP 或 SP_DN 控制信号加1或减1。堆栈选择信号 SP_CS 用于选择这个模块是否处于工作状态。如果选择信号为 0,则数据信号不会被输出。如果 nSP_EN 为 0,则数据信号会被输出到 RAM 中的地址 AR 所对应的位置。如果 nSP_EN 为 1,则数据信号不会被输出。同时,还有一个多路复用器用于在 nSP_EN 为 1 时选择一个数据信号输入。
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