Verilog写三个FIFO,将1-20写入FIFO1,并分别将奇数输出给FIFO2偶数分配给FIFO3,并读出
时间: 2024-03-03 11:47:03 浏览: 85
好的,这个问题需要用到Verilog语言以及FIFO的相关知识。
首先,我们需要定义三个FIFO模块,可以使用Verilog中的FIFO IP核或者手动实现。这里我将手动实现三个FIFO模块。
以下是FIFO模块的Verilog代码:
```
module fifo (
input clk,
input rst,
input wr_en,
input rd_en,
input [7:0] data_in,
output [7:0] data_out,
output full,
output empty
);
parameter FIFO_DEPTH = 16;
reg [7:0] mem [0:FIFO_DEPTH-1];
reg [3:0] wr_ptr = 0;
reg [3:0] rd_ptr = 0;
reg [3:0] count = 0;
assign full = (count == FIFO_DEPTH);
assign empty = (count == 0);
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
wr_ptr <= 0;
rd_ptr <= 0;
count <= 0;
end else begin
if (wr_en && !full) begin
mem[wr_ptr] <= data_in;
wr_ptr <= wr_ptr + 1;
count <= count + 1;
end
if (rd_en && !empty) begin
data_out <= mem[rd_ptr];
rd_ptr <= rd_ptr + 1;
count <= count - 1;
end
end
end
endmodule
```
上述代码定义了一个带有读写时序控制、数据输入输出、状态判断的FIFO模块,其中FIFO_DEPTH为FIFO的深度,这里设定为16。
接下来,我们需要在顶层模块中实例化三个FIFO模块,并将1-20写入FIFO1,并分别将奇数输出给FIFO2偶数分配给FIFO3。
以下是顶层模块的Verilog代码:
```
module top (
input clk,
input rst
);
wire [7:0] fifo1_out;
wire [7:0] fifo2_out;
wire [7:0] fifo3_out;
fifo fifo1 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(1),
.rd_en(0),
.data_in(0),
.data_out(),
.full(),
.empty()
);
fifo fifo2 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(0),
.rd_en(1),
.data_in(),
.data_out(fifo2_out),
.full(),
.empty()
);
fifo fifo3 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(0),
.rd_en(1),
.data_in(),
.data_out(fifo3_out),
.full(),
.empty()
);
reg [4:0] cnt = 0;
reg [7:0] data_in = 1;
initial begin
while (cnt < 20) begin
if (data_in % 2 == 0) begin
fifo3.data_in <= data_in;
end else begin
fifo2.data_in <= data_in;
end
fifo1.data_in <= data_in;
data_in <= data_in + 1;
cnt <= cnt + 1;
end
end
endmodule
```
上述代码定义了一个顶层模块,其中实例化了三个FIFO模块,并且在initial语句块中将1-20写入FIFO1,并将奇数输出给FIFO2偶数分配给FIFO3。
最后,我们需要从FIFO2和FIFO3中读出数据。
以下是完整的Verilog代码:
```
module fifo (
input clk,
input rst,
input wr_en,
input rd_en,
input [7:0] data_in,
output [7:0] data_out,
output full,
output empty
);
parameter FIFO_DEPTH = 16;
reg [7:0] mem [0:FIFO_DEPTH-1];
reg [3:0] wr_ptr = 0;
reg [3:0] rd_ptr = 0;
reg [3:0] count = 0;
assign full = (count == FIFO_DEPTH);
assign empty = (count == 0);
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
wr_ptr <= 0;
rd_ptr <= 0;
count <= 0;
end else begin
if (wr_en && !full) begin
mem[wr_ptr] <= data_in;
wr_ptr <= wr_ptr + 1;
count <= count + 1;
end
if (rd_en && !empty) begin
data_out <= mem[rd_ptr];
rd_ptr <= rd_ptr + 1;
count <= count - 1;
end
end
end
endmodule
module top (
input clk,
input rst
);
wire [7:0] fifo1_out;
wire [7:0] fifo2_out;
wire [7:0] fifo3_out;
fifo fifo1 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(1),
.rd_en(0),
.data_in(0),
.data_out(),
.full(),
.empty()
);
fifo fifo2 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(0),
.rd_en(1),
.data_in(),
.data_out(fifo2_out),
.full(),
.empty()
);
fifo fifo3 (
.clk(clk),
.rst(rst),
.wr_en(0),
.rd_en(1),
.data_in(),
.data_out(fifo3_out),
.full(),
.empty()
);
reg [4:0] cnt = 0;
reg [7:0] data_in = 1;
initial begin
while (cnt < 20) begin
if (data_in % 2 == 0) begin
fifo3.data_in <= data_in;
end else begin
fifo2.data_in <= data_in;
end
fifo1.data_in <= data_in;
data_in <= data_in + 1;
cnt <= cnt + 1;
end
end
always @(posedge clk) begin
if (!fifo2.empty) begin
$display("FIFO2 out: %d", fifo2_out);
fifo2.rd_en <= 1;
end else begin
fifo2.rd_en <= 0;
end
if (!fifo3.empty) begin
$display("FIFO3 out: %d", fifo3_out);
fifo3.rd_en <= 1;
end else begin
fifo3.rd_en <= 0;
end
end
endmodule
```
在上述代码中,我们使用了$display函数来输出FIFO2和FIFO3的输出数据,同时需要在时钟上升沿时控制FIFO2和FIFO3的读使能信号rd_en。
需要注意的是,这里的Verilog代码只是一种实现方式,可能并不是最优解,实际项目中需要结合具体情况进行优化和修改。
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