VERILOG HDL实现正负脉宽测量

"该文档是关于使用VERILOG HDL语言在FPGA平台上实现正负脉宽测量的代码示例。" 在FPGA设计中，脉宽测量是一项重要的任务，用于分析数字信号的特性。该文档提供的代码详细说明了如何设计一个模块`pulse_width_detect`来测量输入信号`i_sig`的正脉宽（高电平持续时间）和负脉宽（低电平持续时间）。以下是对代码关键部分的解释： 1. **模块定义**：`pulse_width_detect`模块接收几个输入信号，包括时钟`i_clk`、异步复位信号`i_rstn`、使能信号`i_en_o`、输入信号`i_sig`和选择输出`i_sel`。它有两个输出，`o_data_ok`表示测量结果是否有效，`o_data`输出测量到的脉宽数据。 2. **信号同步**：通过`regr_sig`寄存器，输入信号`i_sig`被与时钟`i_clk`同步，确保在时钟边沿捕获信号状态。 3. **复位信号检测**：`r_rstn`寄存器用于捕捉复位信号的变化，确保在复位期间正确初始化内部状态。 4. **边沿检测**：`r_start`和`r_end`寄存器记录输入信号的上升沿和下降沿，这在计算脉宽时至关重要。它们在检测到相应的边沿时被置位。 5. **计时器**：`r_pos`和`r_neg`是两个计数器，分别用于测量正脉宽（高电平）和负脉宽（低电平）。`r_start_pos`和`r_start_neg`作为计时器的启动开关，在检测到相应的电平变化时开始计数。 6. **条件判断**：在时钟上升沿，当没有复位信号且检测到输入信号的上升沿时，`r_start_pos`被置位，开始计数正脉宽；同理，当检测到下降沿时，`r_start_neg`被置位，开始计数负脉宽。 7. **数据输出**：最终的脉宽值存储在`o_data`寄存器中，`o_data_ok`信号指示数据的有效性。根据选择输出`i_sel`，可以选择输出正脉宽或负脉宽的数据。 8. **代码实现**：整个模块使用了同步设计原则，确保在时钟域内进行所有操作，以避免 metastability（亚稳态）问题，并提高设计的可靠性。 在实际应用中，这个模块可以用于测试和调试数字电路，尤其是在时序分析和信号完整性评估中。通过FPGA的硬件并行处理能力，这种脉宽测量可以实时进行，对高速信号的分析非常有用。