CPLD实现SGPIO总线收发并写一份示例

CPLD即复杂可编程逻辑器件，它可以实现各种数字逻辑电路的设计。SGPIO（Serial General Purpose Input/Output）总线是一种串行通信总线，常用于连接外围设备，如硬盘、光驱等。在CPLD中实现SGPIO总线收发，需要设计适当的逻辑电路，并使用Verilog HDL进行描述。

以下是一个简单的CPLD实现SGPIO总线收发的Verilog HDL示例代码：

module sgpio_bus (
    input clk,
    input rst,
    input [3:0] data_in,
    output [3:0] data_out,
    inout sgpio
);

reg [3:0] data;
reg [3:0] shift_reg;
wire clk_div;
wire shift_done;

assign data_out = data;

// 时钟分频器，将时钟分频为SGPIO总线需要的速度
div_clk clk_div_inst (
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .clk_div(clk_div)
);

// SGPIO总线数据移位寄存器
shift_reg_inst shift_reg_inst (
    .clk(clk_div),
    .rst(rst),
    .data_in(data_in),
    .sgpio(sgpio),
    .shift_done(shift_done),
    .shift_reg(shift_reg)
);

// 数据接收
always @ (posedge clk_div) begin
    if (shift_done) begin
        data <= shift_reg;
    end
end

// 数据发送
always @ (posedge clk_div) begin
    if (!shift_done) begin
        sgpio <= data[0];
        data <= {data[2:0], 1'b0};
    end
end

endmodule

// 时钟分频器
module div_clk (
    input clk,
    input rst,
    output reg clk_div
);

reg [7:0] cnt;

always @ (posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        cnt <= 8'b0;
        clk_div <= 1'b0;
    end else begin
        cnt <= cnt + 1;
        if (cnt == 8'h80) begin
            cnt <= 8'b0;
            clk_div <= ~clk_div;
        end
    end
end

endmodule

// SGPIO总线数据移位寄存器
module shift_reg_inst (
    input clk,
    input rst,
    input [3:0] data_in,
    inout sgpio,
    output shift_done,
    output reg [3:0] shift_reg
);

reg [3:0] reg_data;
reg [3:0] next_data;
reg [2:0] state;
wire shift;
wire inbit;

assign shift = (state == 3);
assign inbit = (sgpio == 1'b1);

assign shift_done = (state == 0);

always @ (posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        reg_data <= 4'b0;
        next_data <= 4'b0;
        state <= 3'b000;
    end else begin
        case (state)
            3'b000: begin // 空闲状态
                reg_data <= 4'b0;
                next_data <= data_in;
                state <= 3'b001;
            end
            3'b001: begin // 发送起始位
                reg_data <= 4'b0;
                next_data <= {1'b0, next_data[3:1]};
                state <= 3'b010;
            end
            3'b010: begin // 发送数据位
                reg_data <= {reg_data[2:0], inbit};
                next_data <= {1'b0, next_data[3:1]};
                state <= 3'b011;
            end
            3'b011: begin // 发送校验位
                reg_data <= {reg_data[2:0], inbit};
                next_data <= {1'b0, next_data[3:1]};
                state <= 3'b010;
            end
        endcase
    end
end

assign sgpio = shift ? reg_data[0] : 1'b1;

always @ (posedge clk) begin
    if (shift) begin
        shift_reg <= {shift_reg[2:0], reg_data[0]};
        reg_data <= {reg_data[2:0], 1'b0};
    end
end

endmodule

该代码实现了一个SGPIO总线的收发器，包括时钟分频器、数据移位寄存器等模块。其中，时钟分频器将输入时钟分频为SGPIO总线需要的速度，数据移位寄存器负责将收到的数据移位存储，并将需要发送的数据移位输出。在实际应用中，还需要根据具体外围设备的协议进行适当修改。

以上是一个简单的CPLD实现SGPIO总线收发的Verilog HDL示例代码，供参考。