触发设计 verilog
首先外部信号相对于内部的时钟是一个异步的信号,做同步处理是很重要的,能够很好的避免毛刺(错误的)的出现。
但是触发信号引入的时钟偏于需要在单片机处理的时候做一下校正 .
(1) 边沿触发的时候不是使用外部信号的上升沿,而是使用首先利用2个D触发器,通过
检测触发器输出的信号来判断边沿的情况 这种方法,即把时钟同步带FPGA的时钟域,也很好的进行边沿的检测,不够要
注意一个问题,就是竞争想象,如果D触发器的数据输出在上升沿,数据的检测也在上升沿就会出现触发位置的偶然偏差,
如果检测放在下降沿就会很好的避免 这种情况.
////////////////////////////////////
//边沿检测代码
always@(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
begin
d_0<=1'bx;
d_1<=1'bx;
end
else
begin
d_0 <= data_in;
d_1 <= d_0;
end
end
//边沿的判断
always@(negedge clk or negedge rst)// competition if detect in posdege注意竞争现象
begin
if(!rst)
trigger <= 1'b0;
else
begin
if(d_1==1'b0 && d_0==1'b1)
trigger<=1'b1;
end
end
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
(2) 电平的触发和边沿触发相似,只是在第二个always触发条件成立的条件改一下就可
以了
(3)字触发
单级的字触发很简单,但是设计中引入的fifo满的时候不确定问题会使触发位置有10%的
概率出现的位置不是在边沿 ,为了解决这个问题,在设计的时候使用边沿的检测手段只不过触发
器和比较器变成8位.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
always @( posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
begin
d_0 <= 8'bxxxxxxxx;
d_1 <= 8'bxxxxxxxx;
end
else
begin
d_0 <= data_in;
d_1 <= d_0;
end
end
always@(negedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
begin
trigger <= 1'b0;
end
else if((d_0 == trigger_word) && (d_1 != trigger_word)) //2次的数据
不一样,才能够触发
trigger <= 1'b1;
end
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
多级的字触发必须借助状态机来实现,通过状态之间的转换来实现,这里fifo引进
的不确定问题对触发没有影响
(4)脉宽触发
以高电平大于等于为例:信号首先经过系统时钟的一个同步,然后控制计数器的工作
状态,在数据是低电平的时候,计数器内部的复位 信号有效,计数器处于0的状态;在
data有效后,首先会将计数器恢复能够工作的状态,然后开始计数,如果中间的计数值
大于设定值,那么触发信号有效,计数器清零位有效,直到复位信号, 鉴于FIFO满信号的
时候输入数据的不确定,首先检测数据流中的边沿,然后才使能该模块,避免不确定带来
的 触发不稳定, 数据进入后先经过一个时钟同步,然后第二个时钟使内部计数器的清零信号
无效,在计数器的值达到要求之后, 下一个时钟使触发控制信号有效,接着的一个时钟使触发
信号有,所以会有四个时钟的偏移, 其他的脉宽触发的原理是一样的,只不过在判断的条件上
做了修改而已.
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////
//高脉冲大于等于的代码
//信号同步到系统时钟
always @ ( posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
data <= 1'b0;
else
begin
if(valid) //使能有效后,数据才可以进入,否则数据为0
data <= data_in;
else
data <= 1'b0;
end
end
//脉冲宽度测量,data作为控制信号
always@(negedge rst or posedge clk)
begin
if(!rst )
cnt <= 16'h0000;
else if(rst_cnt)
cnt <= 16'h0000;
else if(data)
cnt <= cnt + 16'h0001;
end
//同时检测数据的大小 如果数据大于设定的脉宽,发送触发条件,计数器清零位有效
//如果不满足触发条件,那么data低电平清除计数器的值,高电位使能其
always@(negedge rst or negedge clk )
begin
if(!rst)
begin
tri_valid <= 1'b0;
rst_cnt <= 1'b0;
end
else if(data)
begin
if(cnt >= pulse_length)
begin
tri_valid <= 1'b1;
rst_cnt <= 1'b1;
end
else
begin
tri_valid <= 1'b0;
rst_cnt <= 1'b0;
end
end
else if(!data)
begin
tri_valid <= 1'b0;
rst_cnt <= 1'b1;
end
end
//触发信号锁存
always @(negedge rst or posedge tri_valid)
begin
if(!rst)
trigger_ok <= 1'b0;
else
trigger_ok <= 1'b1;
end
/////////////////////////////////////////////////////
为了解决fifo满的时候不确定带来的问题,信号进入的时候需要首先检测到边沿然后使
能valid信号,才能产生触发条件 ,代码可以参考边沿触发