常用Verilog模板-智慧文博士

单拍上升沿检测模块

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: edge_detect_pos_xxx // Description: 上升沿检测模块（单拍触发），信号占位符为 xxx /* edge_detect_pos_xxx u_edge_rpc_start ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_xxx(i_rpc_start), .o_xxx_pos(w_rpc_start_posedge) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module edge_detect_pos_xxx ( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_xxx, // 待检测信号 output wire o_xxx_pos // 上升沿脉冲输出（宽度1拍） ); // -------------------------- // 延迟一拍寄存器，用于检测上升沿 // -------------------------- reg r_xxx_dly; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) r_xxx_dly <= 1'b0; else r_xxx_dly <= i_xxx; end // -------------------------- // 上升沿检测输出 // -------------------------- assign o_xxx_pos = i_xxx && !r_xxx_dly; endmodule

单拍下降沿检测模块

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: edge_detect_neg_xxx // Description: 下降沿检测模块（单拍触发），信号占位符为 xxx /* edge_detect_neg_xxx u_edge_signal ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_xxx(i_signal), .o_xxx_neg(w_signal_negedge) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module edge_detect_neg_xxx ( input wire i_clk, input wire i_rst_n, input wire i_xxx, output wire o_xxx_neg ); // -------------------------- // 延迟一拍寄存器 // -------------------------- reg r_xxx_dly; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) r_xxx_dly <= 1'b0; else r_xxx_dly <= i_xxx; end // -------------------------- // 下降沿检测输出 // -------------------------- assign o_xxx_neg = !i_xxx && r_xxx_dly; endmodule

单比特双拍同步模块1

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: sync_2stage_bit_xxx // Description: 单线（单比特）双拍同步模块，占位符信号 xxx /* sync_2stage_bit_xxx u_sync_signal ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_xxx(i_async_sig), .o_xxx_sync(w_sig_sync) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module sync_2stage_bit_xxx ( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_xxx, // 异步输入信号 output reg o_xxx_sync // 同步输出信号 ); // -------------------------- // 两拍同步寄存器 // -------------------------- reg r_xxx_stage1; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) begin r_xxx_stage1 <= 1'b0; o_xxx_sync <= 1'b0; end else begin r_xxx_stage1 <= i_xxx; o_xxx_sync <= r_xxx_stage1; end end endmodule

单比特双拍同步模块2

可能含亚稳态,别用最新的r_xxx,应次新的r_xxx[1]

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: sync_2stage_bit_xxx // Description: 单线异步信号双拍同步（打两拍获取稳定值）示例，占位符信号 xxx /* sync_2stage_bit_xxx u_sync ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_xxx(i_key), .o_xxx_sync(o_key_sync) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module sync_2stage_bit_xxx ( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_xxx, // 异步输入信号 output wire o_xxx_sync // 双拍稳定输出 ); // -------------------------- // 双拍同步寄存器 // -------------------------- reg [1:0] r_xxx; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) r_xxx <= 2'b00; // 复位输出 else r_xxx <= {r_xxx[0], i_xxx}; // 打两拍 end // -------------------------- // 稳定输出 // -------------------------- assign o_xxx_sync = r_xxx[1]; endmodule

多比特总线双拍同步模块

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: sync_2stage_bus_xxx // Description: 多比特总线双拍同步模块，占位符信号 xxx /* sync_2stage_bus_xxx #( .WIDTH(8) ) u_sync_bus ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_xxx(i_async_bus), .o_xxx_sync(w_bus_sync) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module sync_2stage_bus_xxx #( parameter WIDTH = 8 // 总线宽度 )( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire [WIDTH-1:0] i_xxx, // 异步输入总线 output reg [WIDTH-1:0] o_xxx_sync // 同步输出总线 ); // -------------------------- // 两拍同步寄存器 // -------------------------- reg [WIDTH-1:0] r_xxx_stage1; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) begin r_xxx_stage1 <= {WIDTH{1'b0}}; o_xxx_sync <= {WIDTH{1'b0}}; end else begin r_xxx_stage1 <= i_xxx; o_xxx_sync <= r_xxx_stage1; end end endmodule

参数化计数器

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: counter_xxx // Description: 参数化计数器，可回绕计数，占位符信号 xxx /* counter_xxx #( .WIDTH(8), .MAX(255) ) u_counter ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_en(i_cnt_en), .o_cnt(o_cnt), .o_tc(w_tc) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module counter_xxx #( parameter WIDTH = 8, parameter MAX = 255 )( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_en, // 计数使能 output reg [WIDTH-1:0] o_cnt, // 当前计数值 output wire o_tc // 终点触发信号 ); // -------------------------- // 终点触发 // -------------------------- assign o_tc = (o_cnt == MAX); // -------------------------- // 计数器逻辑 // -------------------------- always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) o_cnt <= {WIDTH{1'b0}}; else if (i_en) begin if (o_cnt == MAX) o_cnt <= {WIDTH{1'b0}}; else o_cnt <= o_cnt + 1'b1; end end endmodule

Moore 状态机

只依赖当前状态，与输入无关

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: fsm_moore_xxx // Description: Moore 状态机模板，占位符信号 xxx /* fsm_moore_xxx u_fsm ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_start(i_start), .o_state(o_state), .o_done(w_done) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module fsm_moore_xxx #( parameter WIDTH = 3 // 状态编码宽度 )( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_start, // 启动信号 output reg [WIDTH-1:0] o_state,// 状态输出 output reg o_done // 完成信号 ); // -------------------------- // 状态定义（S_开头） // -------------------------- localparam S_IDLE = 3'b000, S_RUN = 3'b001, S_WAIT = 3'b010, S_FIN = 3'b011, S_ERROR = 3'b100; // 可扩展其他状态 // -------------------------- // 状态寄存器逻辑 // -------------------------- always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) o_state <= S_IDLE; else begin case(o_state) S_IDLE: o_state <= i_start ? S_RUN : S_IDLE; S_RUN: o_state <= S_WAIT; S_WAIT: o_state <= S_FIN; S_FIN: o_state <= S_IDLE; S_ERROR: o_state <= S_IDLE; default: o_state <= S_IDLE; endcase end end // -------------------------- // 输出逻辑 // -------------------------- always @(*) begin o_done = (o_state == S_FIN); end endmodule

Mealy 状态机

依赖当前状态 + 当前输入

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: fsm_mealy_xxx // Description: Mealy 状态机模板，占位符信号 xxx /* fsm_mealy_xxx u_fsm_mealy ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_start(i_start), .i_ack(i_ack), .o_state(o_state), .o_done(o_done) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module fsm_mealy_xxx #( parameter WIDTH = 3 // 状态编码宽度 )( input wire i_clk, // 时钟 input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效 input wire i_start, // 启动信号 input wire i_ack, // 输入信号（影响输出） output reg [WIDTH-1:0] o_state, // 当前状态 output wire o_done // Mealy 输出 ); // -------------------------- // 状态定义（S_开头） // -------------------------- localparam S_IDLE = 3'b000, S_RUN = 3'b001, S_WAIT = 3'b010, S_FIN = 3'b011, S_ERROR = 3'b100; // 可扩展其他状态 // -------------------------- // 状态寄存器逻辑 // -------------------------- always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) o_state <= S_IDLE; else begin case(o_state) S_IDLE: o_state <= i_start ? S_RUN : S_IDLE; S_RUN: o_state <= S_WAIT; S_WAIT: o_state <= i_ack ? S_FIN : S_WAIT; S_FIN: o_state <= S_IDLE; S_ERROR: o_state <= S_IDLE; default: o_state <= S_IDLE; endcase end end // -------------------------- // Mealy 输出逻辑（依赖状态 + 输入） // -------------------------- assign o_done = (o_state == S_WAIT) && i_ack; // 当 WAIT 状态且 i_ack=1 时输出脉冲 endmodule

PWM 波生

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: pwm_gen_xxx // Description: 占空比可调 PWM 生成，占位符信号 xxx /* pwm_gen_xxx #( .WIDTH(8) ) u_pwm ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_duty(i_duty), .o_pwm(o_pwm) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module pwm_gen_xxx #( parameter WIDTH = 8 )( input wire i_clk, input wire i_rst_n, input wire [WIDTH-1:0] i_duty, // 占空比 output reg o_pwm ); reg [WIDTH-1:0] r_cnt; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) r_cnt <= {WIDTH{1'b0}}; else r_cnt <= r_cnt + 1'b1; end always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) o_pwm <= 1'b0; else o_pwm <= (r_cnt < i_duty); end endmodule

单拍脉冲生成

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Module Name: pulse_gen_xxx // Description: 单拍脉冲生成模块，占位符信号 xxx /* pulse_gen_xxx u_pulse_gen ( .i_clk(i_clk), .i_rst_n(i_rst_n), .i_trig(i_trig), .o_pulse(w_pulse) ); */ ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module pulse_gen_xxx ( input wire i_clk, input wire i_rst_n, input wire i_trig, output wire o_pulse ); // -------------------------- // 延迟一拍 // -------------------------- reg r_trig_dly; always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin if (!i_rst_n) r_trig_dly <= 1'b0; else r_trig_dly <= i_trig; end // -------------------------- // 输出单拍脉冲 // -------------------------- assign o_pulse = i_trig && !r_trig_dly; endmodule