总线 总线是运算部件之间数据流通的公共通道.在硬线逻辑构成的运算电路中只要电路的规模允许可以比较自由的确定总线的位宽,从而大大的提高数据流通的速度.各个运算部件和数据寄存器组可以通过带有控制端的三态门与总线连接. 通过控制端来控制在某一时间段内,总线归那几个部件使用(任何时间段只能有一个部件发送,但是可以有一个或多个接受).为了使得总线连接能够与其他模块相配合,必须进行严格的时序控制. 流水线 流水线(pipe-line)的设计方法常用于高性能的.需要进行大规模运算的系统中.所谓流水线设计实际上

“没有什么难处是通过增加一个状态机不能够解决的,如果不行,那就俩..” 在实现某种功能时,若感觉该功能的各种可能状态间的切换太绕了,此时,增加一个状态机往往能使思路变得清晰,功能的实现也就简单明了了. 造成此种现象的原因是由于原本要实现的功能包含了各个相互联系的小功能,这些功能又是具有相关性的,若要在一个always块中实现代码就会写得很别扭. 若是将各个小的功能独立成互不影响的always块,并通过一个总的状态机来实现这些小功能间的连接,代码就会变得简洁清晰,主要还是帮助写作者理清思路,而不必

以1011为例 代码如下: //1011(Meay型) module state1(clk,in,rst_n,out); input clk; input rst_n; input in; output reg out; reg [1:0] state; reg[1:0] s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10,s3=2'b11; always@(posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n) begin state<=2'b00; out<=1

下面以上图一个简单的FSM说明三段式Verilog状态机范式: `timescale 1ns / 1ps module FSM( clk,rst_n, in1,in2, out1,out2, CS,NS ); input clk,rst_n; input in1,in2; output out1,out2; :] CS,NS; :] CS,NS; reg out1,out2; 'b00, St1 = 'b01, St2 = 'b10, St3 = 'b11; // 1.状态切换 always @

verilog实现16位五级流水线的CPU带Hazard冲突处理 该文是基于博主之前一篇博客http://www.cnblogs.com/wsine/p/4292869.html所增加的Hazard处理,相同的内容就不重复写了,可点击链接查看之前的博客. CPU设计 该处理器的五级流水线设计: 类似于MIPS体系架构依据流水线结构设计.只要CPU从缓存中获取数据,那么执行每条MIPS指令就被分成五个流水阶段,并且每个阶段占用固定的时间,通常是只耗费一个处理器时钟周期. 处理器在设计时,将处理器的

四位加法器 两级加法实现 verilog code module pipeliningadder( output reg [3:0] s, output reg co, input [3:0] a, input [3:0] b, input ci, input clk, input rstn ); reg [3:0] a_tmp; reg [3:0] b_tmp; reg [1:0] a_tmp2; reg [1:0] b_tmp2; reg ci_tmp; reg [1:0] s_tmp3;

sobel算子的verilog实现,采用了流水线操作 module sobel_computer ( clock , reset, OrigDataEn, //SobelAluEn, OrigData, SobelData ); input clock ,reset; input OrigDataEn ; //input SobelAluEn ; :] OrigData ; :] SobelData ; :] prev_row, curr_row, next_row ; :] data_stat

源:流水线技术原理和Verilog HDL实现 所谓流水线处理,如同生产装配线一样,将操作执行工作量分成若干个时间上均衡的操作段,从流水线的起点连续地输入,流水线的各操作段以重叠方式执行.这使得操作执行速度只与流水线输入的速度有关,而与处理所需的时间无关.这样,在理想的流水操作状态下,其运行效率很高.   如果某个设计的处理流程分为若干步骤,而且整个数据处理是单流向的,即没有反馈或者迭代运算,前一个步骤的输出是下一个步骤的输入,则可以采用流水线设计方法来提高系统的工作频率.   下面用8位全加器

最近学习cordic算法,并利用FPGA实现,在整个学习过程中,对cordic算法原理.FPGA中流水线设计.Verilog标准有了更加深刻的理解. 首先,cordic算法的基本思想是通过一系列固定的.与运算基数有关的角度的不断偏,摆以逼近所需的旋转角度. 为了避免复杂的乘法运算,用一系列微旋转来处理,第i次旋转可表示为: 由式(7)可知:xn,yn分别为输入角H的余弦和正弦值. 在Verilog实现上,主要体会到了流水线设计的重要性.流水线设计的本质是将一个时钟周期完成的较大的组合逻辑(也可理

2010-09-05 21:04:00 verilog语言基础学的差不多了.接着就是看看华为的语言编写规范.状态机设计方法是fpga的重要设计方法.所以我要记上一笔. 只要会FSM方法,用fpga编写I2C,UART驱动应该都不成问题了.当然最好用三段式FSM形式. 下图为读写一个字节的i2c协议,分析设计重点提示如下图.

序列检测器是时序数字电路设计中经典的教学范例,夏宇闻的<verilog数字系统设计教程>一书中有这个例子,用verilog设计一个“10010”序列的检测器.看完后我觉得F和G两个状态多余了,并且刚学了三段式状态机的写法,所以改写了这个程序,代码如下: 1 module seqdet(nrst,clk,x,z); 2 input nrst,clk; 3 input x; 4 output z; 5 reg z; 6 7 reg [4:0]CS,NS; 8 parameter [4:0] 9 I

“硬件设计很讲究并行设计思想,虽然用Verilog描述的电路大都是并行实现的,但是对于实际的工程应用,往往需要让硬件来实现一些具有一定顺序的工作,这就要用到状态机思想.什么是状态机呢?简单的说,就是通过不同的状态迁移来完成一些特定的顺序逻辑.硬件的并行性决定了用Verilog描述的硬件实现(臂如不同的always语句)都是并行执行的,那么如果希望分多个时间完成一个任务,怎么办?也许可以用多个使能信号来衔接多个不同的模块,但是这样做多少显得繁琐.状态机的提出会大大简化这一工作.”——特权同学<深入

实现功能:检测出串行输入数据4位Data二进制序列0101,当检测到该序列的时候,out=1,否则out=0 (1)给出状态编码,画出状态图 (2)门电路实现 (3)verilog实现 首先规定Q3Q2Q1为刚输入的三位数,接下来要输入的数是A,Z为输入A以后的状态机的输出结果,则可以画出状态转换图如下: 然后根据状态图,我们可以得到状态表: 从而推导出激励方程,根据卡诺图化简得到序列检测的门级检测电路如下: (3)根据状态图写出verilog代码: mealy型状态机的输出与其输入以及当前状态

一.准备工作 先看看书(<计算机原理与设计 Verilog HDL版>),搞懂一点原理.然后照着书上的代码写一写(用8.4的就可以了,不用8.6的). 注意mux2x32,mux4,cla32等可以用单周期的mux,alu. (cla32就是个加法器,) 然后dffe32在书上前几章也有. pipeimem即为im指令存储器,可以套用单周期的IM. pipemem是数据存储器,可以套用单周期的dm regfile 可以套用单周期的RF. alu可以完全套用单周期的alu.pipecu中的alu

1)状态机的异步置位和复位 异步置位与复位是于时钟无关的.当异步置位或复位信号来临时,他们立即分别置触发器的输出为1或0,不需要等待时钟沿的到来.要将他们列入always块的事件控制信号内就能触发always的执行. 沿关键词包括posedge(信号上升沿)和negedge(下降沿触发)的时钟,信号可以按照任意顺序列出. 1)异步高电平有效置位: @(posedge clk or posedge set) 2)异步低电平有效复位: @(posedge clk or negedge set) 2)

信号滤波模块verilog代码 `timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company: // Engineer: chensimin // // Create Date: 2017/12/14 17:15:25 // Design Name: // Module Name: glitch_filter_1 // Proje

之前都是用的一段式状态机,逻辑与输出混在一起,复杂点的就比较吃力了. 所以就开始着手三段式状态机. 组合逻辑与时序逻辑分开,这样就能简单许多了. 但是两者在思考方式上也有着很大的区别. 三段式,分作:状态寄存器,次态组合逻辑,输出逻辑. 以下今天写完的程序. //state register always@(posedge clk) begin if(!rst)begin current <= IDLE; end else begin current <= next; end end //ne

时序电路的状态是一个状态变量集合,这些状态变量在任意时刻的值都包含了为确定电路的未来行为而必需考虑的所有历史信息. 状态机采用VerilogHDL语言编码,建议分为三个always段完成. 三段式建模描述FSM的状态机输出时,只需指定case敏感表为次态寄存器, 然后直接在每个次态的case分支中描述该状态的输出即可,不用考虑状态转移条件. 三段式描述方法虽然代码结构复杂了一些,但是换来的优势是使FSM做到了同步寄存器输出,消除了组合逻辑输出的不稳定与毛刺的隐患,而且更利于时序路径分组,一般来说

三段式代码多,但是有时钟同步,延时少,组合逻辑跟时序逻辑分开并行出错少. (1)同步状态转移 (2)当前状态判断接下来的状态 (3)动作输出 如果程序复杂可以不止三个always   .always 后常接case  case必须有default   ,对于FPGA常用  状态数较少,独热码编码 ,或者格雷码 //独热码编码 parameter NO_KEY_PRESSED = 6'b000_001; // 没有按键按下 parameter SCAN_row0 = 6'b000_010; //

所谓流水线处理,如同生产装配线一样,将操作执行工作量分成若干个时间上均衡的操作段,从流水线的起点连续地输入,流水线的各操作段以重叠方式执行.这使得操作执行速度只与流水线输入的速度有关,而与处理所需的时间无关.这样,在理想的流水操作状态下,其运行效率很高.  如果某个设计的处理流程分为若干步骤,而且整个数据处理是单流向的,即没有反馈或者迭代运算,前一个步骤的输出是下一个步骤的输入,则可以采用流水线设计方法来提高系统的工作频率.  下面用8位全加器作为实例,分别列举了非流水线方法.2级流水线方法和4