m基于FPGA的数据串并并串转换系统verilog实现,包含testbench,可以配置并行数量

简介: m基于FPGA的数据串并并串转换系统verilog实现,包含testbench,可以配置并行数量

1.算法仿真效果

本系统进行了两个平台的开发,分别是:

Vivado2019.2

Quartusii18.0+ModelSim-Altera 6.6d Starter Edition

其中Vivado2019.2仿真结果如下:

分别进行2路,4路,8路,16路并行串行转换

edeb5483c0d03b48a6e52534e1db8214_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
d22d98b489a1d6df7511cfe8654d92f0_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
8db063e3dc67094973265211facf6e4a_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
ddf9e4605de1a187f79213a9514552d7_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

Quartusii18.0+ModelSim-Altera 6.6d Starter Edition的测试结果如下:
1a1e5c659e28cfa6612ea35f6481e926_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
38e65e49f6ab0cdc9526b187f8c4db76_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
2b7573dc89ea56dc1c2d9d6c2910edf9_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
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2.算法涉及理论知识概要

   串并转换是将串行数据转换为并行数据的过程,即将一串数据按位拆分成多个并行数据。串并转换器的输入为串行数据流,输出为并行数据流。在串并转换器中,需要使用移位寄存器来存储串行数据,并使用多路选择器来选择数据位,将其输出到并行总线上。
   并串转换是将并行数据转换为串行数据的过程,即将多个并行数据合并成一串数据。并串转换器的输入为并行数据流,输出为串行数据流。在并串转换器中,需要使用多路选择器来选择数据位,并使用移位寄存器来存储并行数据,将其按位合并成串行数据。

2.1 串并转换的FPGA实现

串并转换器的FPGA实现需要使用移位寄存器和多路选择器来实现。具体步骤如下:
设计移位寄存器:根据输入数据位数和输出数据位数,设计移位寄存器的大小,并将输入数据流存储到移位寄存器中。
设计多路选择器:根据输出数据位数和移位寄存器的大小,设计多路选择器的大小,并使用多路选择器选择数据位,将其输出到并行总线上。
设计时序逻辑:设计时钟控制电路和移位控制电路,控制数据的移位和选择。
设计输出接口:设计并行输出总线和输出接口,将并行数据输出到外部设备。

2.2 并串转换的FPGA实现

   并串转换器的FPGA实现需要使用移位寄存器和多路选择器来实现。具体步骤如下:
   设计移位寄存器:根据输入数据位数和输出数据位数,设计移位寄存器的大小,并将输入数据存储到移位寄存器中。
  设计多路选择器:根据输入数据位数和输出数据位数,设计多路选择器的大小,并使用多路选择器选择数据位,将其合并成串行数据。
   设计时序逻辑:设计时钟控制电路和移位控制电路,控制数据的移位和选择。

设计输入接口:设计并行输入总线和输入接口,将并行数据输入到移位寄存器中。

3.Verilog核心程序
````timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/05/07 19:40:52
// Design Name:
// Module Name: TEST
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//

module TEST();

reg i_clk;
reg i_rst;
reg i_din;
wire[15:0]o_datp;
wire o_dats;
s2p s2pu1(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_sel (2'b00),//00锛?路01:4路10鈥?路11锛?6路
.i_din (i_din),

         .o_datp (o_datp)          
         );

p2s p2su2(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_sel (2'b00),//00锛?路01:4路10鈥?路11锛?6路
.i_din (o_datp),
.o_dats (o_dats)
);

initial
begin
i_clk=1'b1;
i_rst=1'b1;

1000

i_rst=1'b0;
end
always #5 i_clk=~i_clk;
initial
begin
i_din=1'b0;

1000

i_din=1'b1;

10

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10

i_din=1'b0;

10

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10

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10

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10

i_din=1'b1;

10

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10

i_din=1'b0;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b0;

10

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10

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10

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10

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10

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10

i_din=1'b0;

10

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10

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10

i_din=1'b0;

10

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10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b0;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b0;

10

i_din=1'b0;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b1;

10

i_din=1'b0;

500

$stop();

end

endmodule
```

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