Verilog中的有效就绪握手
我正在尝试在Verilog中学习有效/就绪的握手。我特别希望将ready用作表示成功进行数据交易的标志（即ready_in变高后valid_out变高）。我想用一个非常简单的Verilog示例来解释我的问题。我写了一个卷积编码器（下面的代码）
module Conv_Encoder_Core(
input wire clk,
input wire reset,
input wire in_bit,
output reg out_A,
output reg out_B,
input wire sleep,
input wire valid_in,
input wire ready_in,
output reg valid_out,
output reg ready_out);
reg [5:0] S;
wire S_A, S_B, clkON;
assign S_A = S[1] ^ S[2] ^ S[4] ^S[5];
assign S_B = S[0] ^ S[1] ^ S[2] ^S[5];
assign clkON = clk & !sleep;
always @(posedge clkON)begin
if (reset) begin
S <=0;
valid_out <=0;
ready_out <=0;
end else if (valid_in) begin
out_A <= in_bit ^ S_A;
out_B <= in_bit ^ S_B;
valid_out <=1;
if (ready_in)begin
S<= S<<1;
S[0] <=in_bit;
ready_out <=1;
end else begin
ready_out <=0;
end
end else begin
valid_out <=0;
ready_out <=0;
end
end
endmodule
我有兴趣使用ready_in标志作为下一个块接收到数据out_A和out_B的指示符，因此我的块可以通过设置{{1 }}标记为高。我已经为此块编写了一个测试平台，但是，没有得到预期的结果
ready_out如果查看输入数据（在testbech中），则可以看到它是`timescale 1 ns/1 ns
module TB_Conv();
reg clk;
//---------------clock generator-----------------------
initial begin
clk = 1'b0;
#5;
clk = 1'b1;
forever begin
#5 clk = ~clk;
end
end
//------------------ dump -----------------------
initial begin
$dumpfile("dumpVCD.vcd");
$dumpvars(10);
end
localparam N_DATA=10;
reg in_bits_vec [0:N_DATA-1];
initial begin
in_bits_vec[0] = 1'b1;
in_bits_vec[1] = 1'b0;
in_bits_vec[2] = 1'b0;
in_bits_vec[3] = 1'b0;
in_bits_vec[4] = 1'b0;
in_bits_vec[5] = 1'b0;
in_bits_vec[6] = 1'b0;
in_bits_vec[7] = 1'b0;
in_bits_vec[8] = 1'b0;
in_bits_vec[9] = 1'b1;
end
reg in_bit, ready_in,reset, valid_in;
Conv_Encoder_Core UUT(.clk(clk),
.reset(reset),
.in_bit(in_bit),
.out_A(out_A),
.out_B(out_B),
.sleep(1'b0),
.valid_in(valid_in),
.ready_in(ready_in),
.valid_out(valid_out),
.ready_out(ready_out));
//---------------- code starts here -------------------//
reg [3:0] addr;
always @(posedge clk) begin
if (reset)begin
addr<=0;
valid_in <=0;
in_bit <=0;
end else if (addr < 10) begin
in_bit <= in_bits_vec[addr];
valid_in <=1'b1;
if (ready_out) begin
addr <= addr+1'b1;
end
end else begin
in_bit <=0;
valid_in <=0;
end
if (valid_out==1) ready_in <= 1;
else ready_in <= 0;
end
// ----------- reset logic -----------//
reg [3:0] cnt;
initial cnt=0;
always @(negedge clk)begin
if (cnt<5) begin
reset = 1;
cnt=cnt+1;
end else reset =0;
end
initial begin
#1000;
$finish;
end
endmodule
。我期望看到1000000000通过1注册的过程如下：
S但是，我得到的结果是完全不同的（请参见快照）。
我遇到的另一个问题是S = 000000 //at beginning
S = 000001 // after ready_out=1
S = 000010
S = 000100
比我预期的要多两个时钟周期。实际上，当inbit=1出现时，我希望看到ready_out=1变为零，但这发生在两个时钟周期之后（快照中的黄色光标）。
如果有人可以解释我在此示例中做错的事情，我将不胜感激。
1 个答案:
答案 0 :(得分：1)
Conv_Encoder_Core
module Conv_Encoder_Core
(
input wire clk,
input wire reset,
input wire in_bit,
output reg out_A,
output reg out_B,
input wire sleep,
// input channel
input wire inp_valid_i,
output wire inp_ready_o,
// output channel
output reg out_valid_o,
input reg out_ready_i
);
reg [5:0] S;
wire S_A, S_B, clkON;
assign S_A = S[1] ^ S[2] ^ S[4] ^S[5];
assign S_B = S[0] ^ S[1] ^ S[2] ^S[5];
assign clkON = clk & !sleep;
// -- Changes start here -- //
wire wr_en;
reg full_r;
assign wr_en = ~full_r | out_ready_i;
always @(posedge clkON)begin
if (reset) begin
S <=0;
full_r <=0;
end else begin
if (wr_en) begin
if (inp_valid_i) begin
full_r <= 1;
out_A <= in_bit ^ S_A;
out_B <= in_bit ^ S_B;
S <= S<<1;
S[0] <=in_bit;
end else begin
full_r <= 0;
end
end
end
end
assign inp_ready_o = wr_en;
assign out_valid_o = full_r;
endmodule
tb
`timescale 1 ns/1 ns
module tb();
reg clk;
//---------------clock generator-----------------------
initial begin
clk = 1'b0;
#5;
clk = 1'b1;
forever begin
#5 clk = ~clk;
end
end
//------------------ dump -----------------------
initial begin
$dumpfile("dumpVCD.vcd");
$dumpvars(10);
end
localparam N_DATA=10;
reg in_bits_vec [0:N_DATA-1];
initial begin
in_bits_vec[0] = 1'b1;
in_bits_vec[1] = 1'b0;
in_bits_vec[2] = 1'b0;
in_bits_vec[3] = 1'b0;
in_bits_vec[4] = 1'b0;
in_bits_vec[5] = 1'b0;
in_bits_vec[6] = 1'b0;
in_bits_vec[7] = 1'b0;
in_bits_vec[8] = 1'b0;
in_bits_vec[9] = 1'b1;
end
reg in_bit, reset, inp_valid, inp_ready, out_valid, out_ready;
Conv_Encoder_Core UUT(.clk(clk),
.reset(reset),
.in_bit(in_bit),
.out_A(out_A),
.out_B(out_B),
.sleep(1'b0),
// input channel
.inp_valid_i(inp_valid),
.inp_ready_o(inp_ready),
// output channel
.out_valid_o(out_valid),
.out_ready_i(out_ready));
//---------------- code starts here -------------------//
reg [3:0] addr;
// -- Transmitter Side -- //
always @(posedge clk) begin: ff_addr
if (reset)begin
addr <= 0;
end else begin
if (addr < 10) begin
if (inp_valid && inp_ready) begin
addr <= addr + 1;
end
end else begin
addr <= 0;
end
end
end
assign inp_valid = (addr < 10) ? 1'b1 : 1'b0;
assign in_bit = in_bits_vec[addr];
// -- Receiver Side -- //
always @(posedge clk) begin: ff_ready_in
if (reset) begin
out_ready <= 0;
end else begin
out_ready <= $urandom_range(0, 1); // some randomness on the receiver, otherwise, we won't see if our DUT behaves correctly in case of ready=0
end
end
// ----------- reset logic -----------//
reg [3:0] cnt;
initial cnt=0;
always @(negedge clk)begin
if (cnt<5) begin
reset = 1;
cnt=cnt+1;
end else reset =0;
end
initial begin
#1000;
$finish;
end
endmodule
问题与您的实施有关
错误的协议定义和实施
您正在定义的协议看起来更像是“请求/确认”而不是“就绪/有效”协议，因为在一个周期的延迟之后，您将确认协议中的数据传输。您需要的是在相同周期中进行并发传输确认，如下所示：
发送方通过valid=1指示有效的数据传输，接收方通过ready=1确认有效的数据传输。因此，仅当valid && ready处于同一周期时，数据传输才有效。请注意，在您的情况下，输入data等效于in_bit，而输出data是out_A和out_B。
输入/输出准备就绪/有效的频道混乱
如果您在上述通道的发送器和接收器之间添加处理/缓冲单元，那么您将得到如下信息：
在这种情况下，您的缓冲区是Conv_Encoder_Core模块，除了其内部核心逻辑外，它还必须公开一个 input 就绪/有效通道，以从中接收输入数据， 输出，从中输出数据。另请注意，发送器和接收器由测试平台代码（tb模块）实现。看到
代码中的“发送方”和“接收方”注释。
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