forked from tanchou/Verilog
uart_rx valid
This commit is contained in:
@@ -1,4 +1,4 @@
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module uart_rx
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module other_uart_rx
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||||||
#(
|
#(
|
||||||
parameter CLK_FRE = 27, //clock frequency(Mhz)
|
parameter CLK_FRE = 27, //clock frequency(Mhz)
|
||||||
parameter BAUD_RATE = 115200 //serial baud rate
|
parameter BAUD_RATE = 115200 //serial baud rate
|
||||||
|
133
Semaine_4/UART/IP/verilog/other_tx.v
Normal file
133
Semaine_4/UART/IP/verilog/other_tx.v
Normal file
@@ -0,0 +1,133 @@
|
|||||||
|
module other_uart_tx
|
||||||
|
#(
|
||||||
|
parameter CLK_FRE = 27, //clock frequency(Mhz)
|
||||||
|
parameter BAUD_RATE = 115200 //serial baud rate
|
||||||
|
)
|
||||||
|
(
|
||||||
|
input clk, //clock input
|
||||||
|
input rst_n, //asynchronous reset input, low active
|
||||||
|
input[7:0] tx_data, //data to send
|
||||||
|
input tx_data_valid, //data to be sent is valid
|
||||||
|
output reg tx_data_ready, //send ready
|
||||||
|
output tx_pin //serial data output
|
||||||
|
);
|
||||||
|
//calculates the clock cycle for baud rate
|
||||||
|
localparam CYCLE = CLK_FRE * 1000000 / BAUD_RATE;
|
||||||
|
//state machine code
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||||||
|
localparam S_IDLE = 1;
|
||||||
|
localparam S_START = 2;//start bit
|
||||||
|
localparam S_SEND_BYTE = 3;//data bits
|
||||||
|
localparam S_STOP = 4;//stop bit
|
||||||
|
reg[2:0] state;
|
||||||
|
reg[2:0] next_state;
|
||||||
|
reg[15:0] cycle_cnt; //baud counter
|
||||||
|
reg[2:0] bit_cnt;//bit counter
|
||||||
|
reg[7:0] tx_data_latch; //latch data to send
|
||||||
|
reg tx_reg; //serial data output
|
||||||
|
assign tx_pin = tx_reg;
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
state <= S_IDLE;
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||||||
|
else
|
||||||
|
state <= next_state;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(*)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
case(state)
|
||||||
|
S_IDLE:
|
||||||
|
if(tx_data_valid == 1'b1)
|
||||||
|
next_state <= S_START;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state <= S_IDLE;
|
||||||
|
S_START:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1)
|
||||||
|
next_state <= S_SEND_BYTE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state <= S_START;
|
||||||
|
S_SEND_BYTE:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1 && bit_cnt == 3'd7)
|
||||||
|
next_state <= S_STOP;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state <= S_SEND_BYTE;
|
||||||
|
S_STOP:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1)
|
||||||
|
next_state <= S_IDLE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state <= S_STOP;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
next_state <= S_IDLE;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
tx_data_ready <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else if(state == S_IDLE)
|
||||||
|
if(tx_data_valid == 1'b1)
|
||||||
|
tx_data_ready <= 1'b0;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
tx_data_ready <= 1'b1;
|
||||||
|
else if(state == S_STOP && cycle_cnt == CYCLE - 1)
|
||||||
|
tx_data_ready <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
tx_data_latch <= 8'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else if(state == S_IDLE && tx_data_valid == 1'b1)
|
||||||
|
tx_data_latch <= tx_data;
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
bit_cnt <= 3'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else if(state == S_SEND_BYTE)
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1)
|
||||||
|
bit_cnt <= bit_cnt + 3'd1;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bit_cnt <= bit_cnt;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bit_cnt <= 3'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
cycle_cnt <= 16'd0;
|
||||||
|
else if((state == S_SEND_BYTE && cycle_cnt == CYCLE - 1) || next_state != state)
|
||||||
|
cycle_cnt <= 16'd0;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
cycle_cnt <= cycle_cnt + 16'd1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or negedge rst_n)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_n == 1'b0)
|
||||||
|
tx_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
case(state)
|
||||||
|
S_IDLE,S_STOP:
|
||||||
|
tx_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
S_START:
|
||||||
|
tx_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
S_SEND_BYTE:
|
||||||
|
tx_reg <= tx_data_latch[bit_cnt];
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
tx_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
@@ -1,3 +1,3 @@
|
|||||||
@echo off
|
@echo off
|
||||||
echo === Lancement de GTKWave ===
|
echo === Lancement de GTKWave ===
|
||||||
gtkwave runs/uart_loopback.vcd
|
gtkwave runs/uart_rx.vcd
|
||||||
|
@@ -6,7 +6,7 @@ setlocal enabledelayedexpansion
|
|||||||
set OUT=runs/sim.vvp
|
set OUT=runs/sim.vvp
|
||||||
|
|
||||||
:: Top-level testbench module
|
:: Top-level testbench module
|
||||||
set TOP=tb_uart_tx
|
set TOP=tb_uart_rx
|
||||||
|
|
||||||
:: Répertoires contenant des fichiers .v
|
:: Répertoires contenant des fichiers .v
|
||||||
set DIRS=src/verilog tests/verilog IP/verilog
|
set DIRS=src/verilog tests/verilog IP/verilog
|
||||||
|
145
Semaine_4/UART/src/verilog/uart_rx.v
Normal file
145
Semaine_4/UART/src/verilog/uart_rx.v
Normal file
@@ -0,0 +1,145 @@
|
|||||||
|
module uart_rx #(
|
||||||
|
parameter CLK_FREQ = 27_000_000,
|
||||||
|
parameter BAUD_RATE = 115200
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk, //clock input
|
||||||
|
input rst_p, //asynchronous reset input, high active
|
||||||
|
input rx_enable, //data receiver module ready
|
||||||
|
input rx_pin, //serial data input
|
||||||
|
|
||||||
|
output reg[7:0] rx_data, //received serial data
|
||||||
|
output reg rx_received //received serial data is valid
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam CYCLE = CLK_FREQ / BAUD_RATE;
|
||||||
|
|
||||||
|
//state machine code
|
||||||
|
localparam S_IDLE = 1;
|
||||||
|
localparam S_START = 2; //start bit
|
||||||
|
localparam S_REC_BYTE = 3; //data bits
|
||||||
|
localparam S_STOP = 4; //stop bit
|
||||||
|
localparam S_DATA = 5;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[2:0] state;
|
||||||
|
reg[2:0] next_state;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg rx_d0; //delay 1 clock for rx_pin
|
||||||
|
reg rx_d1; //delay 1 clock for rx_d0
|
||||||
|
wire rx_negedge; //negedge of rx_pin
|
||||||
|
reg[7:0] rx_bits; //temporary storage of received data
|
||||||
|
reg[15:0] cycle_cnt; //baud counter
|
||||||
|
reg[2:0] bit_cnt; //bit counter
|
||||||
|
|
||||||
|
assign rx_negedge = rx_d1 && ~rx_d0; // Front déscendant
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p) // Filtrage du signial
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)begin
|
||||||
|
rx_d0 <= 1'b0;
|
||||||
|
rx_d1 <= 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
rx_d0 <= rx_pin;
|
||||||
|
rx_d1 <= rx_d0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)begin // Compteur d'etat
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
state <= S_IDLE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
state <= next_state;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(*)begin
|
||||||
|
case(state)
|
||||||
|
S_IDLE:
|
||||||
|
if(rx_negedge) // Detection du start bit
|
||||||
|
next_state = S_START;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state = S_IDLE;
|
||||||
|
|
||||||
|
S_START:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1) //one data cycle
|
||||||
|
next_state = S_REC_BYTE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state = S_START;
|
||||||
|
|
||||||
|
S_REC_BYTE:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1 && bit_cnt == 3'd7) //receive 8bit data
|
||||||
|
next_state = S_STOP;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state = S_REC_BYTE;
|
||||||
|
|
||||||
|
S_STOP:
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE/2 - 1) //half bit cycle,to avoid missing the next byte receiver
|
||||||
|
next_state = S_DATA;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state = S_STOP;
|
||||||
|
|
||||||
|
S_DATA:
|
||||||
|
if(rx_enable) //data receive complete
|
||||||
|
next_state = S_IDLE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
next_state = S_DATA;
|
||||||
|
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
next_state = S_IDLE;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
rx_received <= 1'b0;
|
||||||
|
else if(state == S_STOP && next_state != state)
|
||||||
|
rx_received <= 1'b1;
|
||||||
|
else if(state == S_DATA && rx_enable)
|
||||||
|
rx_received <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
rx_data <= 8'd0;
|
||||||
|
else if(state == S_STOP && next_state != state)
|
||||||
|
rx_data <= rx_bits;//latch received data
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
bit_cnt <= 3'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else if(state == S_REC_BYTE)
|
||||||
|
if(cycle_cnt == CYCLE - 1)
|
||||||
|
bit_cnt <= bit_cnt + 3'd1;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bit_cnt <= bit_cnt;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bit_cnt <= 3'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
cycle_cnt <= 16'd0;
|
||||||
|
else if((state == S_REC_BYTE && cycle_cnt == CYCLE - 1) || next_state != state)
|
||||||
|
cycle_cnt <= 16'd0;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
cycle_cnt <= cycle_cnt + 16'd1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
//receive serial data bit data
|
||||||
|
always@(posedge clk or posedge rst_p)
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
if(rst_p == 1'b1)
|
||||||
|
rx_bits <= 8'd0;
|
||||||
|
else if(state == S_REC_BYTE && cycle_cnt == CYCLE/2 - 1)
|
||||||
|
rx_bits[bit_cnt] <= rx_pin;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
rx_bits <= rx_bits;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endmodule
|
67
Semaine_4/UART/tests/verilog/tb_uart_rx.v
Normal file
67
Semaine_4/UART/tests/verilog/tb_uart_rx.v
Normal file
@@ -0,0 +1,67 @@
|
|||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
|
||||||
|
|
||||||
|
module tb_uart_rx;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg clk = 0;
|
||||||
|
reg rx;
|
||||||
|
reg [7:0] data_in;
|
||||||
|
reg [7:0] data_out;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg tx_data_valid;
|
||||||
|
reg tx_data_ready;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg rx_received;
|
||||||
|
wire rx_enable = 1'b1; // Enable the receiver
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam CLK_FREQ = 27_000_000;
|
||||||
|
localparam BAUD_RATE = 115_200;
|
||||||
|
localparam BIT_PERIOD = CLK_FREQ / BAUD_RATE;
|
||||||
|
localparam CLK_PERIOD_NS = 1000000000 / CLK_FREQ;
|
||||||
|
|
||||||
|
other_uart_tx tx_instance (
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.tx_pin(rx),
|
||||||
|
.tx_data(data_in),
|
||||||
|
.tx_data_valid(tx_data_valid),
|
||||||
|
.tx_data_ready(tx_data_ready),
|
||||||
|
.rst_n(1'b1)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
uart_rx #(
|
||||||
|
.CLK_FREQ(CLK_FREQ),
|
||||||
|
.BAUD_RATE(BAUD_RATE)
|
||||||
|
) rx_instance (
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.rx_pin(rx),
|
||||||
|
.rx_data(data_out),
|
||||||
|
.rx_received(rx_received),
|
||||||
|
.rx_enable(rx_enable)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
always #(CLK_PERIOD_NS/2) clk = ~clk;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$dumpfile("runs/uart_rx.vcd");
|
||||||
|
$dumpvars(0, tb_uart_rx);
|
||||||
|
$display("======== Start UART RX test =========");
|
||||||
|
#100;
|
||||||
|
|
||||||
|
data_in = 8'd123; // Data to send
|
||||||
|
wait(tx_data_ready); // Wait for the transmitter to be ready
|
||||||
|
#1; // Small delay to ensure the data is latched
|
||||||
|
|
||||||
|
tx_data_valid = 1'b1; // Indicate that the data is valid
|
||||||
|
|
||||||
|
wait(tx_data_ready == 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
tx_data_valid = 1'b0; // Clear the valid signal
|
||||||
|
|
||||||
|
wait(rx_received); // Wait for the receiver to receive the data
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("Data sent: %d", data_in);
|
||||||
|
$display("Data received: %d", data_out); // Display the received data
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("======== END UART RX test =========");
|
||||||
|
$finish;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endmodule
|
@@ -13,7 +13,7 @@ module tb_uart_tx;
|
|||||||
|
|
||||||
always #18.5 clk = ~clk;
|
always #18.5 clk = ~clk;
|
||||||
|
|
||||||
uart_rx rx_instance(
|
other_uart_rx rx_instance(
|
||||||
.clk(clk),
|
.clk(clk),
|
||||||
.rx_pin(tx), // tx is connected to rx for testing
|
.rx_pin(tx), // tx is connected to rx for testing
|
||||||
.rst_n(1'b1),
|
.rst_n(1'b1),
|
||||||
@@ -38,6 +38,8 @@ module tb_uart_tx;
|
|||||||
$dumpfile("runs/uart_tx.vcd");
|
$dumpfile("runs/uart_tx.vcd");
|
||||||
$dumpvars(0, tb_uart_tx);
|
$dumpvars(0, tb_uart_tx);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("======== Start UART TX test =========");
|
||||||
|
|
||||||
#100;
|
#100;
|
||||||
|
|
||||||
data_in <= 8'd234; // 234
|
data_in <= 8'd234; // 234
|
||||||
@@ -66,6 +68,8 @@ module tb_uart_tx;
|
|||||||
$display("Data received: %d", data_out); // Afficher la valeur recu
|
$display("Data received: %d", data_out); // Afficher la valeur recu
|
||||||
$display("Data expected: %d", data_in); // Afficher la valeur envoyee
|
$display("Data expected: %d", data_in); // Afficher la valeur envoyee
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("======== END UART TX test =========");
|
||||||
|
|
||||||
#1000;
|
#1000;
|
||||||
$stop;
|
$stop;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
Reference in New Issue
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