线阵ccd的fpga时序设计:设计一个线阵CCD驱动时钟,用一输入的clk,驱动CCD,AD,FIFO组成的整个CCD系统,并要求有一个复位端reset Verilog代码及激励文件
时间: 2024-03-10 10:46:23 浏览: 153
好的,针对您的问题,我可以给出一个大致的设计流程和代码示例。
1. 设计时钟频率
首先需要确定时钟频率,这取决于CCD的行数、像素数、输出速率等参数。一般情况下,时钟频率可以设置为CCD输出速率的两倍左右。
2. 设计时序
根据CCD的工作原理,时钟需要满足以下时序要求:
- 每行像素的曝光时间:CCD需要在每一行像素上进行曝光,曝光时间需要由时钟控制。
- 行间时间:每行像素曝光完成后,CCD需要进行行间时间,以进行像素输出和清除操作。
- 垂直同步信号:在每行像素曝光完成后,需要发出垂直同步信号,以通知下一个视频帧的开始。
3. 设计Verilog代码
根据以上时序要求,可以设计如下的Verilog代码:
```verilog
module ccd_controller(
input clk, // 输入时钟
input reset, // 复位信号
output vsync, // 垂直同步信号
output [7:0] pixel_data // 像素数据
);
reg [9:0] row_counter; // 行计数器
reg [7:0] pixel_counter; // 像素计数器
reg row_exposure; // 行曝光信号
reg [7:0] pixel_data_reg; // 像素数据寄存器
// 行曝光模块
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
row_counter <= 0;
row_exposure <= 0;
end else if (row_counter >= CCD_ROWS) begin
row_counter <= 0;
row_exposure <= 0;
end else if (pixel_counter >= CCD_PIXELS) begin
row_counter <= row_counter + 1;
pixel_counter <= 0;
row_exposure <= 0;
end else if (!row_exposure) begin
pixel_data_reg <= {AD, FIFO};
row_exposure <= 1;
end else begin
pixel_counter <= pixel_counter + 1;
row_exposure <= 0;
end
end
// 像素输出模块
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
pixel_counter <= 0;
pixel_data_reg <= 0;
end else if (row_exposure) begin
pixel_data <= pixel_data_reg;
end else begin
pixel_data <= 0;
end
end
// 垂直同步信号模块
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
vsync <= 0;
end else if (row_counter >= CCD_ROWS) begin
vsync <= 1;
end else begin
vsync <= 0;
end
end
endmodule
```
其中,`CCD_ROWS`和`CCD_PIXELS`分别为CCD的行数和像素数,`AD`和`FIFO`为AD转换器和FIFO的数据输入端口。
4. 设计激励文件
根据Verilog代码,可以设计如下的激励文件:
```verilog
`timescale 1ns / 1ps
module testbench();
reg clk;
reg reset;
wire vsync;
wire [7:0] pixel_data;
// 实例化CCD控制器
ccd_controller ccd(
.clk(clk),
.reset(reset),
.vsync(vsync),
.pixel_data(pixel_data)
);
// 时钟模块
always #5 clk = ~clk;
// 复位模块
initial begin
reset = 1;
#10 reset = 0;
end
// 打印像素数据
always @(posedge clk) begin
if (vsync && pixel_data != 0) begin
$display("Pixel data: %d", pixel_data);
end
end
// 模拟像素数据输入
initial begin
#50;
for (int i = 0; i < CCD_ROWS * CCD_PIXELS; i = i + 2) begin
#10;
AD = i;
FIFO = i + 1;
end
#10 $finish;
end
endmodule
```
其中,`AD`和`FIFO`为AD转换器和FIFO的数据输入端口,模拟了像素数据的输入过程。`CCD_ROWS`和`CCD_PIXELS`需要根据实际情况进行设置。
希望这个设计流程和代码示例对您有所帮助!
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