開始小試牛刀,開發板的LED,如有錯誤請不吝指正。
頂層設計文件,子文件都有module模塊,但是隻有頂層的 top_module端口列表需要與ucf文件中芯片引腳映射起來。
按照上篇設計RTL步驟來設計本功能:
功能定義與模塊劃分:上電後4個LED都滅,1秒後,從LED1到LED4輪流亮,每次亮1秒,然後全部亮1秒。循環如此。功能簡單,只需一個模塊。
定義所有模塊的接口:時鐘輸入給一個計數器timer,高電平輸出led。
設計時鐘域:只需一個時鐘。
考慮設計的關鍵路徑:無
頂層設計:時鐘控制時序(循環亮滅),邏輯控制功能
FSM 設計:無。Finite State Machine有限狀態機,狀態機由狀態寄存器和組合邏輯電路構成,能夠根據控制信號按照預先設定的狀態進行狀態轉移,是協調相關信號動作,完成特定操作的控制中心。狀態機分爲摩爾(Moore)型狀態機和米莉(Mealy)型狀態機。目前理解還不夠。
時序邏輯設計:任意時刻的輸出不僅取決於當時的輸入信號,而且還取決於電路原來的狀態。畫個時序的草圖,6s一個循環。
組合邏輯設計:任意時刻的輸出僅僅取決於該時刻的輸入。根據計數器使用if...else...,判斷是哪個燈即可
雖然分析了一遍,還是自己寫不出來,根據源代碼修改了一遍,有疑問的地方,再學習一段時間後再理解吧。
ucf文件:
##
NET clk LOC = T8 | TNM_NET = sys_clk_pin | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
TIMESPEC TS_sys_clk_pin = PERIOD sys_clk_pin 50000 kHz;
##
########LED Pin define#####################
NET led<0> LOC = P4 | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; ## LED1
NET led<1> LOC = N5 | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; ## LED2
NET led<2> LOC = P5 | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; ## LED3
NET led<3> LOC = M6 | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; ## LED4
.v文件
`timescale 1ns / 1ps
module led_test (
clk, // 開發板上輸入時鐘: 50Mhz
led // 輸出LED燈,用於控制開發板上四個LED(LED1~LED4)
);
input clk;
output [3:0] led;
//寄存器定義
reg [31:0] timer; //?爲什麼選擇這種變量?
reg [3:0] led; //?爲什麼選擇這種變量,wire?
//===========================================================================
always @(posedge clk) //檢測時鐘的上升沿
begin
if (timer == 32'd299_999_999) //開發板使用的晶振爲50MHz,6秒計數(50M*6-1=249_999_999)
timer <= 0; //計數器計到6秒,計數器清零
else
timer <= timer + 1'b1; //計數器加1
end
//=========================== LED燈控制=====================================
always @(posedge clk) //檢測時鐘的上升沿
begin
if (timer == 32'd0)
led <= 4'b0000; //LED燈輸出全爲滅
else if (timer == 32'd49_999_999) //計數器計到1秒,
led <= 4'b0001; //LED1亮,其他滅
else if (timer == 32'd99_999_999) //計數器計到2秒,
led <= 4'b0010; //LED2
else if (timer == 32'd149_999_999) //計數器計到3秒,
led <= 4'b0100; //LED3
else if (timer == 32'd199_999_999) //計數器計到4秒,
led <= 4'b1000; //LED4
else if (timer == 32'd249_999_999) //
led <= 4'b1111;
end
endmodule