简单卷积器的设计docxWord格式文档下载.docx

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0]j;

regEOC;

parameterh1=1,h2=2,h3=3;

〃假设的系统系数

parameterIDLE=9'

b000000001,START=9'

b000000010,NCONVST=9'

b000000100,

READ=9'

b000001000,CALCU=9'

b000010000,WRREADY=9'

b000100000,

WR=9'

b001000000,WREND=9'

b010000000,WAITFOR=9'

b100000000;

parameterFMAX=20;

〃因为A/D转换的时间是随机的，为保证按一定的频率采样，A/D

//转换控制信号应以一定频率给出。

这里采样频率通过FMAX控制

//为500KHZ。

always@（posedgeCLK）

if（!

reset）

begin

state<

=IDLE;

neonvst<

=1'

b1;

enout1<

=1;

enout2<

eounter<

=12'

b0;

high<

=0;

wr<

line<

=24'

address<

=11'

end

else

ease（state）

IDLE:

if（start==1）

eounter<

//eounter是一个计数器，记录已

〃用的RAM空间

=START;

//START状态控制A/D开始转换

START:

if（EOC）

=NCONVST;

//NCONVST状态是A/D转换保持阶段

NCONVST:

begin

=READ;

//READ状态读取A/D转换结果，计算卷积结果

READ:

begin

if（EOC）

={line[15:

0],indata};

=CALCU;

CALCU:

result<

=line[7:

0]*h1+line[15:

8]*h2+line[23:

16]*h3;

state<

=WRREADY;

〃将卷积结果写入RAM时，先写入低字节，再写入高字节//WRREADY状态是写RAM准备状态，建立地址和数据信

WRREADY:

begin

=counter;

high）outdata<

=result[7:

0];

elseoutdata<

=result[15:

8];

=WR;

//WR状态产生片选和写脉冲

WR:

high）enout1<

elseenout2<

=WREND;

WRREADY

//WREND状态结束一次写操作，若还未写入高字节则转到

//态开始高字节写入

WREND:

high）

elsestate<

=WAITFOR;

//WAITFOR状态控制采样频率并判断RAM是否已被写满

WAITFOR:

if（j==FMAX-1）

counter<

=counter+1;

counter[11]）state<

$display（$time,"

Theramisused

up."

）;

$stop;

default:

endcase

//assignrd=1;

//RAM的读信号始终保持为高

//j记录时钟，与FMAX共同控制采样频率

//由于直接用CLK的上升沿对nbusy判断以

//决定某些操作是否运行时，会因为两个信号

//的跳变沿相隔太近而令状态机不能正常工作。

因此

//利用CLK的下降沿建立EOC信号与nbusy同步，相位〃相差180度，然后用CLK的上升沿判断操作是否进行。

always@（negedgeCLK）

EOC<

=nbusy;

reset||state==START）

j<

=j+1;

endmodule

//testconl.v

'

timescale100ps/100psmoduletestconl;

wirewr,

enin,

enoutl,

enout2;

wire[10:

regrd,

CLK,

reset,start;

wireneonvst;

wire[7:

integeri;

parameterHALF_PERIOD=1000;

//产生10KHZ的时钟

initial

rd=1;

i=0;

CLK=1;

forever#HALF_PERIODCLK=~CLK;

//产生置位信号

reset=1;

#（HALF_PERIOD*2+50）reset=0;

#（HALF_PERIOD*3）reset=1;

//产生开始卷积控制信号

start=0;

#（HALF_PERIOD*7+20）start=1;

#（HALF_PERIOD*2）start=0;

#（HALF_PERIOD*1OOO）start=1;

end

assignenin=1;

conicon（.address（address）,.indata（indata）,.outdata（outdata）,.wr（wr）,.nconvst（nconvst）,.nbusy（nbusy）,.enout1（enoutl）,

.enout2（enout2）,.CLK（CLK）,.reset（reset）,.start（start））;

sramramlow（.Address（address）,.Data（outdata）,.SRW（wr）,.SRG（rd）,.SRE（enout1））;

adcadc（.nconvst（nconvst）,.nbusy（nbusy）,.data（indata））;

//卷积器的改进

//con3ad.v

timescaleins/100ps

modulecon3ad（indata,outdata,address,CLK,reset,start,nconvsti,neonvst2,neonvst3,nbusyl,nbusy2,nbusy3,wr,enout1,enout2）;

inputindata,

reset,

start,

nbusyl,

nbusy2,

nbusy3;

outputoutdata,

address,

nconvsti,//采用三根控制线控制三片A/D转换器

neonvst2,

neonvst3,

wr,

enoutl,

wireCLK,

regneonvsti,

reg[6:

reg[5:

0]i;

reg[1:

reg[11:

0]counter;

reg[15:

reghigh;

regk;

regEOC1,EOC2,EOC3;

parameterIDLE=7'

b0000001,READ_PRE=7'

b0000010,

READ=7'

b0000100,CALCU=7'

b0001000,

WR=7'

b0100000,

WRREADY=7'

b0010000,

WREND=7'

b1000000;

beginstate<

counter<

outdata<

=8'

bz;

=16'

end//endof"

if"

begincase（state）

if（start）

=READ_PRE;

READ_PRE:

if（EOC1||EOC2||EOC3）//由于频率相对改进前的卷积//器大大提高，所以加入〃READ_PRE状态对取数操作〃予以缓冲。

if（j==1）

if（EOC1）

endelsestate<

elseif（j==2&

&

counter!

=0）

beginif（EOC2）beginline<

elseif（j==3&

if（EOC3）

beginresult<

16]*h;

if（k==1）state<

enout2<

if（k==1）

if（counter[11]&

counter[0]）state<

endcase//endofthecase

else"

always"

//计数器i用来记录时间

reset）i<

if（i==44）i<

elsei<

=i+1;

//j是控制信号，协调卷积器轮流从三片A/D上读取数据。

if（i==4）j<

=2;

elseif（i==10）j<

elseif（i==19）j<

=3;

elseif（i==25）j<

elseif（i==34）j<

elseif（i==40）j<

//k是计数器，用以控制写操作信号

if（state==WRREADY||state==WR||state==WREND）

if（k==1）k<

elsek<

NCONVST3

//根据计数器i控制三片A/D转换信号NC0NVST1,NCONVST2，always@（posedgeCLK）

reset）neonvst1<

elseif（i==0）neonvst1<

elseif（i==3）neonvst1<

reset）neonvst2<

elseif（i==15）neonvst2<

elseif（i==18）neonvst2<

endalways@（posedgeCLK）

reset）neonvst3<

elseif（i==30）neonvst3<

elseif（i==33）neonvst3<

always@（negedgeCLK）

EOC1<

=nbusyl;

EOC2<

=nbusy2;

EOC3<

=nbusy3;

〃测试程序如下：

timescale1ns/100ps

moduletesteon3ad;

regelk,

start;

rd;

wirenbusyl,

wireneonvstl,

neonvst3;

parameterHALF_PERIOD=15;

〃时钟周期为30nsinitialbegin

clk=1;

forever#HALF_PERIODclk=~clk;

#110reset=0;

#140reset=1;

#420start=1;

#120start=0;

#107600start=1;

#150start=0;

assignenin=1;

con3adcon3ad（.indata（indata）,.outdata（outdata）,.address（address）,

.CLK（clk）,.reset（reset）,.start（start）,

.neonvst1（neonvst1）,.neonvst2（neonvst2）,.neonvst3（neonvst3）,

.nbusy1（nbusy1）,.nbusy2（nbusy2）,.nbusy3（nbusy3）,

.wr（wr）,.enout1（enout1）,.enout2（enout2））;

adcad_1（.nconvst（nconvst1）,.nbusy（nbusy1）,.data（indata））;

adcad_2（.nconvst（nconvst2）,.nbusy（nbusy2）,.data（indata））;

adcad_3（.nconvst（nconvst3）,.nbusy（nbusy3）,.data（indata））;

//A/D转换器的VerilogHDL行为模型如下:

//adc.v

moduleadc（neonvst,nbusy,data）;

inputneonvst;

//A/D启动脉冲ST,即上图中

outputnbusy;

//A/D工作标志，即上图中

outputdata;

//数据总线，从AD.DATA文件中读取数据后经端口输出

0]databuf,i;

//内部寄存器

regnbusy;

0]data;

0]data_mem[0:

255];

reglink_bus;

integertconv,

t5,

t8,

t9,

t12;

integerwideth1,

wideth2,

wideth;

//时间参数定义（依据AD7886手册）:

always@（negedgeneonvst）

tconv=9500+{$random}%500;

//（type950ns,max1000ns）ConversionTimet5={$random}%1000;

//（max100ns）CONVSTtoBUSYPropagationDlay//CL=10pf

t8=200;

//（min20ns）CL=20pfDataSetupTimePriortoBUSY

//（min10ns）CL=100pf

t9=100+{$random}%900;

//（min10ns,max100ns）BusRelinquishTimeAfterCONVST

t12=2500;

//（type）BUSYHightoCONVSTLow,SHAAcquisitionTime

endinitial

$readmemh（"

adc.data"

data_mem）;

〃从数据文件adc.data中读取数据

i=0;

nbusy=1;

link_bus=0;

assigndata=link_bus?

databuf:

8'

bzz;

//三态总线

/*

在信号nconvst的负跳降沿到来后，隔t5秒nbusy信号置为低，tconv是AD将模拟信号转

换为数字信号的时间，在信号nconvst的正跳降沿到来后经过tconv时间后，输出nbusy信

号变为高。

*/

fork

#t5nbusy=0;

@（posedgeneonvst）begin

#teonvnbusy=1;

join

neonvst信号的下降沿触发，经过t9延时后，把数据总线输出关闭置为高阻态，如图示。

nconvst信号的上升沿到来后，经过（tconv-⑹时间，输出一个字节（8位数据）到databuf，该数据来自于data_mem。

而data_mem中的数据是初始化时从数据文件AD.DATA中读取的。

此时应启动总线的三态输出。

*/always@（negedgeneonvst）

@（posedgeneonvst）

#（teonv-t8）databuf=data_mem[i];

if（wideth<

10000&

wideth>

500）

if（i==255）i=0;

elsei=i+1;

elsei=i;

〃在模数转换期间关闭三态输出，转换结束时启动三态输出

#t9link_bus=1'

//关闭三态输出，不允许总线输出

@（posedgeneonv