用verilog写一个基于AHB的DMA，要求与STM32中的DMA具有一样的功能

由于AHB协议是ARM公司提出的，因此在实现基于AHB的DMA时，我们可以参考ARM公司提供的AHB协议规范进行设计。同时，STM32中的DMA也是基于AHB协议实现的，因此可以参考STM32中DMA的实现方式来实现自己的DMA。

以下是一个简单的基于AHB的DMA的Verilog实现，可以实现从一个源地址向一个目标地址传输数据的功能。该DMA支持单向传输和循环传输两种模式。

module ahb_dma
(
    input                   clk_i,      // 时钟
    input                   rst_ni,     // 复位信号
    input                   ahb_hsel_i, // 总线选择信号
    input                   ahb_hready_i,// 总线响应信号
    input [31:0]            ahb_haddr_i,// 总线地址信号
    input [1:0]             ahb_hsize_i,// 总线传输大小信号
    input                   ahb_hprot_i,// 总线保护信号
    input [31:0]            src_addr_i, // 源地址
    input [31:0]            dst_addr_i, // 目标地址
    input [15:0]            data_len_i, // 传输数据长度
    input                   loop_i,     // 循环模式
    output                  done_o      // 完成信号
);

// 时钟分频模块，将输入时钟分频得到总线时钟
reg     [31:0]            cnt;
reg     [31:0]            ahb_cnt;
parameter                   DIV_CNT = 1;
parameter                   AHB_DIV_CNT = 2;
always @(posedge clk_i or negedge rst_ni)
begin
    if(!rst_ni)
        cnt <= 0;
    else if(cnt == DIV_CNT - 1)
        cnt <= 0;
    else
        cnt <= cnt + 1;

    if(!rst_ni)
        ahb_cnt <= 0;
    else if(ahb_cnt == AHB_DIV_CNT - 1)
        ahb_cnt <= 0;
    else
        ahb_cnt <= ahb_cnt + 1;
end

// 状态机状态定义
parameter                   IDLE_ST = 2'd0;
parameter                   ADDR_ST = 2'd1;
parameter                   WAIT_ST = 2'd2;
parameter                   TRANS_ST = 2'd3;
parameter                   DONE_ST = 2'd4;
reg     [1:0]             state;

// 地址计数器
reg     [31:0]            addr_cnt;

// 数据计数器
reg     [15:0]            data_cnt;

// 完成信号
reg                     done;

// 状态机
always @(posedge clk_i or negedge rst_ni)
begin
    if(!rst_ni)
    begin
        state <= IDLE_ST;
        addr_cnt <= 0;
        data_cnt <= 0;
        done <= 0;
    end
    else
    begin
        case(state)
            IDLE_ST: begin
                if(ahb_hsel_i && ahb_hready_i)
                    state <= ADDR_ST;
            end

            ADDR_ST: begin
                if(ahb_hsel_i && ahb_hready_i)
                begin
                    addr_cnt <= addr_cnt + 1;
                    if(addr_cnt == 0)
                        state <= WAIT_ST;
                end
                else
                    state <= ADDR_ST;
            end

            WAIT_ST: begin
                if(ahb_hsel_i && ahb_hready_i)
                begin
                    if(ahb_hsize_i == 2'b10)
                        state <= TRANS_ST;
                    else
                        state <= WAIT_ST;
                end
                else
                    state <= WAIT_ST;
            end

            TRANS_ST: begin
                if(ahb_hsel_i && ahb_hready_i)
                begin
                    data_cnt <= data_cnt + 1;
                    if(data_cnt == data_len_i)
                    begin
                        if(loop_i)
                        begin
                            addr_cnt <= 0;
                            data_cnt <= 0;
                            state <= ADDR_ST;
                        end
                        else
                            state <= DONE_ST;
                    end
                end
                else
                    state <= TRANS_ST;
            end

            DONE_ST: begin
                done <= 1;
                state <= IDLE_ST;
            end

            default: state <= IDLE_ST;
        endcase
    end
end

// 数据传输
reg     [31:0]            data;
always @(posedge clk_i or negedge rst_ni)
begin
    if(!rst_ni)
        data <= 0;
    else if(ahb_hsel_i && ahb_hready_i)
    begin
        if(ahb_hsize_i == 2'b10)
        begin
            if(ahb_haddr_i == src_addr_i)
                data <= data;
            else if(ahb_haddr_i == dst_addr_i)
            begin
                if(state == WAIT_ST)
                    data <= 0;
                else if(state == TRANS_ST)
                begin
                    if(data_cnt == 0)
                        data <= $readmemh("data.mem", addr_cnt);
                    else
                        data <= data;
                end
                else
                    data <= data;
            end
            else
                data <= data;
        end
        else
            data <= data;
    end
    else
        data <= data;
end

// 输出信号
assign done_o = done;

endmodule

在上述代码中，我们用状态机来控制DMA的传输过程。首先处于空闲状态（IDLE_ST），等待总线选择信号和总线响应信号同时为1，进入地址状态（ADDR_ST）。在地址状态下，通过地址计数器递增来确定当前传输的地址，直到地址计数器归零。进入等待状态（WAIT_ST）后，等待总线传输大小信号为4字节（2'b10）时，进入传输状态（TRANS_ST），通过数据计数器递增来确定当前传输的数据，直到数据计数器等于传输数据长度。在传输状态下，通过Verilog中的$readmemh函数从数据存储器中读取数据进行传输。在传输完成后，如果处于循环传输模式，则重新进入地址状态，否则进入完成状态（DONE_ST）并输出完成信号。

需要注意的是，在实际应用中，需要根据具体的应用场景和需求进行适当的修改和调整。