如何使用Vivado设计一个计数器,该计数器以1秒为时间间隔,在达到1秒时触发输出翻转?请提供详细的Verilog设计代码以及相应的激励信号代码。
时间: 2024-12-14 13:27:11 浏览: 41
Four-binary-adder.zip_EDA 计数器_EDA实验_four
在Vivado中设计一个基于System Verilog的简单定时计数器,我们通常会使用`posedge`事件来同步计数,并结合`always @(posedge clk)`块来实现。假设我们有一个名为`clk`的系统时钟输入,频率大约是50 MHz(即每秒50000000次脉冲),我们将计数到4999999周期(约1秒)后输出翻转。
首先,创建一个名为`counter.sv`的文件,包含以下Verilog代码:
```systemverilog
module counter (
input wire clk, // 主时钟
input wire reset, // 用于复位计数器
output reg [31:0] count, // 计数值
output reg triggered // 输出在1秒后翻转
);
parameter COUNT_WIDTH = 32; // 定义计数器宽度
reg [COUNT_WIDTH-1:0] d_count; // 使用寄存器进行实际计数
// 当reset为高时,清零计数器
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
d_count <= 0;
triggered <= 0;
end else begin
// 每上升沿加1,如果溢出则从0开始
if (d_count == $clog2(COUNT_WIDTH)) begin
triggered <= ~triggered; // 输出翻转
d_count <= 0;
end else
d_count <= d_count + 1'b1;
end
end
assign count = d_count; // 将内部计数值映射到输出端口
endmodule
```
接下来,你需要设置适当的激励信号。创建一个名为`tb_counter.v`的测试bench文件,包含以下部分:
```systemverilog
timescale 1ns/1ps
module tb_counter;
reg clk;
reg reset;
wire [31:0] count;
wire triggered;
// 创建计数器实例并连接端口
counter uut(
.clk(clk),
.reset(reset),
.count(count),
.triggered(triggered)
);
initial begin
// 设置初始条件
reset = 1; // 初始时钟低电平,计数器处于复位状态
#10 reset = 0; // 等待一段时间让计数器启动
forever begin
// 生成时钟,模拟1秒的时间间隔(注意这个例子中没有精确计时)
#50 clk = ~clk;
// 检查计数器是否已触发一次
if (count == $clog2(COUNT_WIDTH) - 1 && triggered) begin
$display("Triggered at time %t", $realtime);
#10; // 防止触发过快,略作延时
end
end
end
endmodule
```
在这个测试bench中,`#50 clk = ~clk;` 表示每个时钟周期持续1纳秒,所以我们需要50个时钟周期才能达到1秒。然后通过检查`count`和`triggered`的状态来验证计数器的功能。
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