实验01流水灯模块那些事儿驱动篇i

1、实验一：流水灯模块对于发展商而言，动土仪式无疑是最重要的任务。为此，流水灯实验作为低级建模 II的动土仪式再适合不过了。废话少说，我们还是开始实验吧。图 1.1 实验模图。如图 1.1 所示，实验一有名为 led_funcmod 的功能模块。如果无视环境信号（时钟信号还有复位信号），该功能模块只有一组输出端，亦即 4 位 LED 信号。接下来让我们来看具体内容：led_funcmod.v以为出入端。以为常量。分别是 1 秒至 1 毫秒。11.reg 3:0i;12.reg 25:0C1;13.reg 3:0D;14.reg 25:0T;15.reg 3:0isTag; 16.17.always

2、 ( posedge CLOCK or negedge RESET )6.parameter T1S = 26'd50_000_000; /1Hz7.parameter T100MS = 26'd5_000_000; /10Hz 8.parameter T10MS = 26'd500_000; /100Hz9.parameter T1MS = 26'd50_000; /1000Hz10.1.module led_funcmod 2.(3. input CLOCK, RESET,4. output 3:0LED 5.);以是相关的寄存器以及复位操作。寄存器 i 用

3、来指向步骤，寄存器 C1 用来计数，寄存器 D 用来暂存结果和驱动输出，寄存器 T 用来暂存计数量，isTag 则用来暂存延迟。27.case( i )28.29.0:30.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end31.else begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b0001; end 32.33.1:34.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end35.else

4、 begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b0010; end 36.37.2:38.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end39.else begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b0100; end 40.41.3:42.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end43.else begin C1 <= C1 +

5、 1'b1; D <= 4'b1000; end 44.45.4:46.begin isTag <= isTag2:0, isTag3 ; i <= i + 1'b1; end 47.48.5:49. if( isTag0 ) begin T <= T1S; i <= 4'd0; end50. else if( isTag1 ) begin T <= T100MS; i <= 4'd0; end51. else if( isTag2 ) begin T <= T10MS; i <= 4'd0;

6、 end52. else if( isTag3 ) begin T <= T1MS; i <= 4'd0; end 53.54.endcase55.18. if( !RESET )19. begin20.i <= 4'd0;21.C1 <= 26'd0;22.D <= 4'b0001;23.T <= T1S;24.isTag <= 4'b0001;25. end26. else以为是操作以及输出驱动。步骤 03 用来实现流水灯效果。最初，每个步骤的停留时间是 1 秒，然后步骤 03 按顺序执行便会产生流水效果。步

7、骤 4 是用来切换模式，步骤 5 则是根据 isTag 的内容再为 T 寄存器载入不同的延迟内容，如 0 延迟1 秒，1 延迟 100 毫妙，2 延迟 10 毫妙，3 延迟 1 毫妙。默认下为模式 0（第 24行），既延迟 1 秒（第 23 行）。这个实验所在乎的内容根本不是实验结果而是低级建模 II 本身。假若比较建模篇的流水实验，低级建模 I 与低级建模 II 之间是有明显的差距。首先，低级建模 II 再也不见计数器或者定时器等周边操作。再者，低级建模 II 的整合度很高，例如步骤 03：代码 1.1内容如代码 1.1 所示，步骤 03 每个步骤示意一段完整的小操作，例如步骤 0 为 4b

8、0001 保持一段时间，步骤 1 为 4b0010 保持一段时间，步骤 23 也是如此。其中 -1 也考虑了步骤切换的时间。假设流水间隔要求 1 毫妙，那么每个步骤都会准确无误停留 50000个时钟。事实上，步骤 0 也可以换成比较方便的写法，如代码 1.2 所示：代码 1.2代码 1.2 表示，只要寄存器D 准备好初值，例如 4b0001，那么步骤 03 都可以共享同样的操作，如此一来会大大减少行数，节省空间。好奇的同学一定觉得疑惑，既然代码1.reg 3:0 D = 4b0001;2.3.0,1,2,3：4.if( C1 = T -1) begin D <= D2:0, D3 ; C

9、1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end5.else begin C1 <= C1 + 1'b1; end1.0:2.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end 3.else begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b0001; end4.1:5.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end 6.else be

10、gin C1 <= C1 + 1'b1; D<= 4'b0010; end7.2:8.if( C1 =T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end 9.else begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b0100; end10.3:11.if( C1 = T -1) begin C1 <= 26'd0; i <= i + 1'b1; end12.else begin C1 <= C1 + 1'b1; D <= 4'b1000; end56.assign LED = D; 57.58. endmodule1.2 的写法那么方便，反之笔者为何要选择代码 1.1 的写法呢？很单纯，那是为了清晰模块内容，以致我们容易脑补时序。感觉上，两者虽然都差不多，但是我们只要仔看，我们便会发现 . 代码 1.2 它虽然书写方便，细节模糊而且内容也不直观。在此，笔者需要强调！低级建模 II 虽然有整合技巧让操作变得更加便捷，不过比起整合它更加注重表达能力以及清晰度。这样做的关键是为了发挥主动思想，以便摆脱无谓的。所以说，如果读者想和低