3、关于边沿检测简单理解一
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发表于 4/29/2016 12:10:08 AM
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1、所谓边沿检测,就是检测输入信号或FPGA内部逻辑信号电平的跳变,即实现上升沿或下降沿的检测,捕获到以后以此用作使能信号(简单可理解为:一旦检测到这个信号,则发生什么什么),来作为时序逻辑的触发信号。总之,在基础中,这个还是很重要的,在后面的串口和SPI接口中都要用到。
(一)、一级寄存器

从一级寄存器中很好理解下降沿和上升沿的检测:a和b都是从trigger来的(三者一样),只是b比a在时间上迟了一个寄存器的时间。现在假设0时刻到了,trigger到a了,但是还没有到b,到了寄存器,被寄存了;等待下一个时刻1到来,a走了(不用管了),来了一个新的叫c,同时,b从寄存器得到了之前寄存的,那个现在的1时刻,有了两个信号,b和c,而且b是前一个时刻的,而c是现在时刻的(谁先谁后这点很重要)。所以:
下降沿 neg_edge = b & ~c;

由上图可以看出,当下降沿来的时候,c取反再与上b,得出输出为1;反过来想,输出neg_edge为1的时候就表示检测到下降沿了。
上升沿 pos_edge = ~b & c;

同理。当pos_edge为1,表示检测到上升沿。
(二)两级寄存器
module edge_tech_design ( clk, rst_n, s, neg_edge, pos_edge ); input clk; input rst_n; input s; output neg_edge; output pos_edge; reg c, d; always@(posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n)begin c <= 1'b0; d <= 1'b0; end else begin c <= s; d <= c; end assign neg_edge = d & !c; assign pos_edge = !d & c; endmodule
为了在波形图中能看到c、d寄存器,把程序修改为
module edge_tech_design ( clk, rst_n, s, neg_edge, pos_edge, c, //为了观察c和d的波形而添加的 d //为了观察c和d的波形而添加的 ); input clk; input rst_n; input s; output neg_edge; output pos_edge; output c,d; //为了观察c和d的波形而添加的 reg c, d; always@(posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n)begin c <= 1'b0; d <= 1'b0; end else begin c <= s; d <= c; end assign neg_edge = d & !c; assign pos_edge = !d & c; endmodule
测试文件如下:
`timescale 1ns/1ns `define clk_period 20 module edge_tech_design_tb; reg clk; reg rst_n; reg s; wire neg_edge; wire pos_edge; wire c,d; //为了观察c和d的波形而添加的 edge_tech_design edge_tech_design ( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .s(s), .neg_edge(neg_edge), .pos_edge(pos_edge), .c(c), //为了观察c和d的波形而添加的 .d(d) //为了观察c和d的波形而添加的 ); initial clk =1; always #(`clk_period/2) clk = ~clk; initial begin rst_n = 1'b0; s = 1'b0; #(`clk_period/4) #(`clk_period) rst_n = 1'b1; s = 1'b1; #(`clk_period*5) s = 1'b0; #(`clk_period) s = 1'b1; #(`clk_period) s = 1'b0; #(`clk_period*3) s = 1'b1; #(`clk_period) s = 1'b0; #(`clk_period*5) s = 1'b1; #(`clk_period) s = 1'b0; #(`clk_period*3) s = 1'b1; #(`clk_period) s = 1'b0; #(`clk_period) s = 1'b1; #(`clk_period*3) s = 1'b0; #(`clk_period) s = 1'b1; #(`clk_period) s = 1'b0; #(`clk_period) $stop; end endmodule

在仿真图中可以看到这样的图形(街区图中下降沿部分一小段)

输入信号s从高变成低的时候,出现下降沿,然后等到时钟clk的上升沿到来,s传输到c,d还没传输到,被寄存在d之前的寄存器内,等待第二个时钟上升沿到来,寄存器中的信号传输到d了,此时根据
neg_edge = d & ~c;
可以得到neg_edge的波形。
