详解Xilinx ISE电平敏感时序逻辑锁存器及其Verilog测试代码

本文档详细讲解了电平敏感的时序逻辑电路——锁存器在Xilinx ISE环境下的使用教程，以及相关的Verilog HDL测试代码。锁存器是数字逻辑设计中的基础组件，它通过输入clock信号来存储data信号的状态。在这个例子中，定义了一个名为`latch`的primitive，它有三个参数：输出变量q、时钟输入clock和数据输入data。当clock为高电平时，根据输入data和当前状态，决定q的下一次状态。 首先，作者强调了锁存器的用法，指出输出初始化为1'b1，这意味着除非外部时钟信号变化，否则q的值保持不变。表格部分展示了三种可能的输入组合及其对应的下一状态：当clock为低且data为1时，q变为1；当clock为低且data为0时，q变为0；对于其他情况，由于使用了`?`表示无需考虑输入和当前状态，这意味着当clock上升沿到来时，q将根据data更新。 接着，文档介绍了Verilog测试模块的编写，其目的是全面测试设计的正确性。测试模块通常包括输入信号（激励）和期望输出的管理，以及与设计的交互。作者提到了测试平台的组成，包括激励信号源、设计待验证的部分以及用于比较结果的数据。并行块（fork…join）在测试代码中扮演重要角色，它们可以同时执行多个事件，以便高效模拟复杂的时间行为。 文章还展示了如何使用并行块进行测试，例如一个简单的`inline_tb`模块，其中定义了一个数据总线，通过`fork`开始不同时间点的多条路径更新。模块的仿真结果显示了这些路径如何同步执行，以及数据总线在各时刻的变化情况。 此外，文档还讨论了强制激励（continuous assignment）的概念，这是在Verilog中对信号进行连续赋值的一种方式，但需要注意的是，这类赋值并非总是能够被硬件综合器直接支持，因为它们可能涉及连续时间的行为，而硬件通常是离散事件驱动的。 本篇教程提供了深入理解电平敏感时序逻辑锁存器的工作原理，以及如何在Xilinx ISE环境中编写和测试Verilog HDL代码的实用指南。这对于学习和实践数字逻辑设计的学生和工程师来说，是一份宝贵的参考资料。