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Wishbone总线从设备接口示例

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一个8比特从设备

前文曾经指出,Wishbone总线规范是"轻量级(Lightweight)"规范,它实现起来非常简单紧凑,接口需要的互联逻辑非常少。这里给出一个Wishbone从设备的一个例子,如图21所示。该从设备由一个与门和8个D触发器构成。在写周期,当STB_I和WE_I同时有效,数据DAT_I[7:0]在时钟CLK_I的上升沿被写到触发器中。

image.png

图21 一个简单的Wishbone从设备

该从设备的RTL代码如下:

module slave8bit(
    input CLK_I, //这里使用了Verilog 2001语法
    input RST_I,
    input [7:0] DAT_I,
    input STB_I,input WE_I,
    output reg[7:0] DAT_O,output ACK_O);
   
    always @(posedge CLK_I or posedge RST_I )
           begin
                   if(RST_I)
                           begin
                              DAT_O<=8'h00;
                           end
                   else if(STB_I&WE_I)
                           begin
                                  DAT_O<=DAT_I;
                           end
           end
          
    assign ACK_O=STB_I;
endmodule

该从设备的Wishbone文档如表5。

image.png

表5 从设备的Wishbone文档

一个32比特RTL级随机数生成器从设备

下面我们举一个实用一点的例子,一个随机数生成器。随机数生成理论和随机数生成器随机数生成理论和随机数生成器模块的RTL代码见附录2。该模块端口定义如下:

module rng(clk,reset,loadseed_i,seed_i,number_o);

number_o为随机数输出,当loadseed_I有效时,种子seed_I被送入number_o成为随机数的第一个值。

我们的目的是将其包装成WISHBONE兼容的从模块,其Verilog RTL代码如下:

module Rng_wbc(
    input CLK_I,
    input RST_I,
    input [31:0] DAT_I,
    input STB_I,input WE_I,
    input [3:0] SEL_I,
    output [31:0] DAT_O,output ACK_O);
    assign ACK_O=STB_I;
    wire loadseed=WE_I&STB_I&(|SEL_I);
    wire [31:0] seed;
 
    assign seed[7:0]  =SEL_I[0]?DAT_I[7:0]  :8'h00;
    assign seed[15:8] =SEL_I[1]?DAT_I[15:8] :8'h00;
    assign seed[23:16]=SEL_I[2]?DAT_I[23:16]:8'h00;
    assign seed[31:24]=SEL_I[3]?DAT_I[31:24]:8'h00;
   
    wire [31:0]  rand_number;
 
    assign DAT_O[7:0]  =SEL_I[0]?rand_number[7:0]  :8'h00;
    assign DAT_O[15:8] =SEL_I[1]?rand_number[15:8] :8'h00;
    assign DAT_O[23:16]=SEL_I[2]?rand_number[23:16]:8'h00;
    assign DAT_O[31:24]=SEL_I[3]?rand_number[31:24]:8'h00;
    //随机数生成器的莉化
    rng unit_rng(.clk(CLK_I),.reset(RST_I),
                           .loadseed_i(loadseed),.seed_i(seed),
                           .number_o(rand_number));
endmodule

该从设备的Wishbone文档如表6。

表6 从设备的Wishbone文档

  描述

  规范

  功能

  随机数生成器,32比特从设备

  支持的总线周期类型

  从设备读写
  从设备块读写
  从设备RMW操作

  数据端口宽度
  数据端口粒度
  数据端口最大操作数尺寸
  数据传输顺序

  32
  8
  32
  大端或者小端

  支持的信号及其对应

  WISHBONE信号列表

align = "center"

信号名 WISHBONE等效 ACK_O ACK_O CLK_I CLK_I DAT_I[7:0] DAT_I() DAT_O[7:0] DAT_O() RST_I RST_I STB_I STB_I WE_I WE_I SEL_I[3:0] SEL_I()