一、前言

本系列旨在提供100%准确的数字IC设计/验证手撕代码环节的题目，原理，RTL设计，Testbench和参考仿真波形，每篇文章的内容都经过仿真核对。快速导航链接如下：

1.奇数分频

2.偶数分频

3.半整数分批

4.小数/分数分频

5.序列检测器

6.模三检测器

7.饮料机

8.异步复位，同步释放

9.边沿检测（上升沿，下降沿，双边沿)

10.全加器，半加器

11.格雷码转二进制

12.单bit跨时钟域（打两拍，边沿同步，脉冲同步）

13.奇偶校验

14.伪随机数生成器[线性反馈移位寄存器]

15.同步FIFO

16.无毛刺时钟切换电路

应当说，手撕代码环节是面试流程中既重要又简单的一个环节，跟软件类的岗位相比起来，数字IC的手撕代码题目固定，数量有限，属于整个面试中必得分的一个环节，在这个系列以外，笔者同样推荐数字IC求职者使用“HdlBits”进行代码的训练

链接如下

HDLBits — Verilog Practice

二、边沿检测电路题目

1.使用Verilog语言，设计上升沿边沿检测电路。

2.使用Verilog语言，设计下降沿边沿检测电路。

3.使用Verilog语言，设计双沿边沿检测电路。

三、边沿检测电路原理

这里为了解释原理，我们需要对边沿电路的特点进行分析

对于一个上升沿电路来说，假如用clk信号与寄存器进行采样，前一拍采到了0，后一拍输入结果为1，那么通过组合逻辑的运算，前一拍用A表示，后一拍用B表示，“!A & B”就是我们需要的上升沿检测。

同理，对于下降沿来说，前一拍采到1，后一拍输入结果为0，A&!B，就是我们需要的下降沿检测电路。

对于双边沿来说，输出是** “!A & B + A&!B” **,即 A^B 异或操作

具体的时序图如下

四、RTL设计

module edge_detect(clk,rst_n,signal,up_edge,down_edge,both_edge);
input clk;
input signal;
input rst_n;
output up_edge;
output down_edge;
output both_edge;
reg signal_r;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
signal_r <= 1'b0;
else
signal_r <= signal;
end
assign up_edge   = !signal_r & signal;
assign down_edge = signal_r & !signal;
assign both_edge = signal_r  ^  signal;
endmodule

五、Testbench设计

`timescale 1ns / 1ps
module edge_detect_tb () ;
reg clk;
reg rst_n;
reg signal;
wire up_edge;
wire down_edge;
wire both_edge;
edge_detect u1(.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.signal(signal),
.up_edge(up_edge),
.down_edge(down_edge),
.both_edge(both_edge));
always #5 clk = !clk;
initial
begin
clk = 0;
rst_n = 1;
signal = 0;
#10
rst_n = 0;
#23
rst_n = 1;
#16
signal = 1;
#50
signal = 0;
#40
$stop;
end
endmodule

六、结果分析

如图所示的上升沿和下降沿，电路的output检测到了边沿到来，显示在三个wire型output上，电路设计符合预期。