FPGA 流水灯

VerilogHDL那些事儿_建模篇（黑金FPGA开发板配套教程）

作者：akuei2

说明：参照该书将部分程序验证学习一遍

学习时间：2014年5月2号

主要收获：

1. 对FPGA有初步了解；

2. 功能模块和控制模块；

3. 并行操作的思维；

4. 使用"并行操作"进行流水灯实验。

FPGA是什么？

1. 一个很好的比喻是：FPGA是"一堆乐高积木"，而Verilog是"搭积木的手"。FPGA并没有实际的形状，要通过Verilog描述出形状来。

2. 新手们常常忽略了，FPGA其实是并存着"顺序操作"和"并行操作"的操作概念。如果打从一开始就忽略了它们，往后的日子很难避免遇见瓶颈。

过程赋值和assign连续赋值：

1. 过程赋值改变一个寄存器的状态，是时序逻辑，用在initial和always里面；

2. 连续赋值是组合逻辑，驱动线型变量（wire）。

流水灯实验：

1. 系统整体模块以及每个功能模块示意图：

2. RTL原理图

RTL(寄存器传输级）：描述数据在寄存器之间怎么流动和如何处理这些数据的模型。

3. 控制模块为top_module，功能模块有led1_module~led4_module。

module top_module(CLK, RSTn, LED_Out);

input CLK;

input RSTn;

output [3:0]LED_Out;

wire LED1_Out;

led1_module U1

(

.CLK(CLK),

.RSTn(RSTn),

.LED_Out(LED1_Out)

);

wire LED2_Out;

led2_module U2

(

.CLK(CLK),

.RSTn(RSTn),

.LED_Out(LED2_Out)

);

wire LED3_Out;

led3_module U3

(

.CLK(CLK),

.RSTn(RSTn),

.LED_Out(LED3_Out)

);

wire LED4_Out;

led4_module U4

(

.CLK(CLK),

.RSTn(RSTn),

.LED_Out(LED4_Out)

);

assign LED_Out = {LED4_Out, LED3_Out, LED2_Out, LED1_Out};

endmodule

module led1_module(CLK, RSTn, LED_Out);

input CLK;

input RSTn;

output LED_Out;

parameter T10MS = 2'd3;

reg[1:0]Count1;

always@(posedge CLK or negedge RSTn)

if(!RSTn)

Count1 <= 2'd0;

else if(Count1 == T10MS)

Count1 <= 2'd0;

else

Count1 <= Count1 + 1'b1;

reg rLED_Out;

always@(posedge CLK or negedge RSTn)

if(!RSTn)

rLED_Out <= 1'b0;

else if(Count1 == 2'd0)

rLED_Out <= 1'b1;

else

rLED_Out <= 1'b0;

assign LED_Out = rLED_Out;

endmodule

4. 仿真如下：

知识点~~~

1. 硬件描述语言 Hardware Description Language；

2. HDL采用自顶向下的电路设计方法，主要可以分为五个抽象层次：

3. HDL语言是有时序概念的，这和平常的编程语言不一样。