APB总线上的计数器设计与仿真

"APB_timer.pdf 是一份关于APB接口计数器设计的作业文档，包含设计步骤、代码、备注和仿真波形。作业要求设计一个连接到APB总线的计数器，能根据主机的配置进行不同模式的计数，并通过APB接口进行数据交换。计数器有两种模式，模式1计数到300，模式2计数到主机设定的最大值cnt_MAX。设计中还包含了一个计数完成信号cnt_done。文中提供了APB模块和计数器模块的示意图，以及APB写和读传输的时序图。" 在APB (Advanced Peripheral Bus) 总线协议中，计数器的设计需要遵循特定的时序。APB是一个并行接口，用于微处理器与外设之间的通信，特别适用于低带宽的外设。在这个作业中，计数器作为一个APB从设备，通过PADDR（地址）信号接收配置，通过PWDATA（写数据）接收最大计数值，而计数值则通过PRDATA（读数据）输出。 设计中的计数器模块包含两个模式，由8位的CM_cnt信号控制。当CM_cnt的最高位为1且低两位为00时，计数器工作在模式1，从0计数到300。当CM_cnt的最高位为1且低两位为01时，计数器进入模式2，计数到cnt_MAX，该值由主机通过PWDATA提供。此外，计数器有一个名为cnt_done的信号，当计数达到预设条件时，该信号被拉高，用于指示计数完成。 APB的写传输时序要求在PWRITE、PSEL和PENABLE均为高，且PADDR有效的条件下，PWDATA的输入才被认为是有效的，数据会被锁存。而读传输时序则需要PWRITE为低，PSEL和PENABLE为高，且PADDR有效时，PRDATA才能输出有效的读数据。 在实验结果和分析部分，学生需要编写Verilog HDL代码实现这个计数器，并创建testbench进行仿真验证。仿真波形可以帮助检查计数器的行为是否符合预期，确保在不同模式下正确计数，并在计数完成后正确触发cnt_done信号。 这个作业不仅涵盖了硬件描述语言Verilog的基础知识，还深入到了嵌入式系统中总线协议的理解和应用，对于学习数字逻辑设计和嵌入式系统的学生来说，是一个很好的实践项目。