FPGA基础之脉冲边沿检测原理verilog版本
最近一直忙着找工作。哎,希望保佑我通过二面吧。
verilog的脉冲检测方法一直在用,就那几句话,但一直没想他的原理,今天一个同学说笔试的遇到这个了,我一想,要我写还真写不出来,不懂原理,怎么写啊。死记硬背是我不喜欢的。
网上搜了一下,总结一下几种方法。首先介绍一下基本的原理。
脉冲边沿的特性:两侧电平发生了变
化
如上图所示一个脉冲,既有下降沿也有上升沿(好像是废话),系统的时钟周期一定要比这个小,频率越高越好。后面说为什么 如果检测的是下降沿(通常的按键检测),脉冲边沿的特性就是两侧电平发生了变化,下降沿是高电平变低电平。 根据系统时钟频率检测,如果前后进来的信号发生了变化,这里用的是异或运算。即两个电平不相同则是发生边沿。
思路:设计两个或多个一位的寄存器,用来接收被检测的信号,系统时钟来一次记一次输入信号,如果用了两个寄存器直接异或就可以了。
如果不为0,则发生了边沿,再拼接,拼接顺序假定是{先进reg,后进reg},则若先进reg=1,后进位0,则是下降沿,即{先进reg,后进reg}=2’b10。
同理相反{先进reg,后进reg}=2’b01,则为上升沿。如果用了多个寄存器则可以更好地检测,防止干扰脉冲。具体看例3:
例1:两个寄存器: reg dly0; reg dly1; wire dc_clk;
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if(!rst)begin dly0 <= 1'b0; dly1 <= 1'b0; end else begin
dly0 <= fpga_io;\\\\fpga_io为待测脉冲 dly1 <= dly0; end end
assigndc_clk= dly1 ^ dly0;//fpga_io边沿检测信号 这里值检测了边沿,没判断下降还是上升。 也可以这样:专门判断是否是下降沿:
assign io_xor = dly1 & ~dly0;//因为下降沿特征: 先进来的是高电平,后进来的是低电平,(注意dly0为始终为后进信号)则后进取反再与先进。如果为1,表示信号时下降沿。 判断上升沿类似可推。
例2:两个寄存器,判断了上升还是下降 input data_clk//认为待测数据的时候 reg pre_state;
always @(posedge sys_clk) begin
pre_state <= data_clk;//利用reg下一个时钟才生效的特性. if({pre_state ,data_clk} == 0x01)//0x01上升沿,0x10下降沿 begin .... end end
例3 判断下降沿。多个寄存器。
always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin rs232_rx0 <= 1'b0; rs232_rx1 <= 1'b0; rs232_rx2 <= 1'b0; rs232_rx3 <= 1'b0; end else begin
rs232_rx0 <= rs232_rx; rs232_rx1 <= rs232_rx0; rs232_rx2 <= rs232_rx1; rs232_rx3 <= rs232_rx2; end end
//这种方法可以滤除20-40ns的毛刺
assign neg_rs232_rx = rs232_rx3 & rs232_rx2 & ~rs232_rx1 & ~rs232_rx0;//这种方法引自特权同学的代码
易分析,后进信号rs232_rx0,rs232_rx1,必须都为0,且先进信号rs232_rx3 &,rs232_rx2都必须为1,neg_rs232_rx 才会为1.
则此时判断为下降沿。