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[ALTERA] 关于FPGA代码内部执行的疑问

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发表于 2020-7-21 23:37:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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该问题基于DS18B20应用的例程,如下图所示,复位之后,最开始的状态为初始化状态(cur_state = init),然后执行always @(*) 和下一个always块,因为init_done = 0,所以当前状态一直为init态,并在后一个always块中执行相应的代码,当里面的代码执行完毕后,将init_done拉高,这时候第一个always块执行,跳转到下一个状态rom_skip,这个转态会在下一个时钟周期赋给当前状态cur_state,同时在后一个always块中执行rom_skip的代码,此时的st_done依旧是1,而FPGA的代码又是并行执行的,那我是不是可以认为在always @(*)中会执行:rom_skip: begin
                if(st_done) next_state <= wr_byte....语句呢,如果这样的话,在后一个always块中,会不会接着执行下一个状态,但是当前状态,又没有执行完。
刚接触FPGA并不是很懂,权且当记录了,如果有人愿意指点一二,感激不尽,谢谢。
写的可能有点乱,勿喷。
//state jump
always @( posedge clk_1us or negedge rst_n ) begin
    if( !rst_n )
        cur_state <= init;
    else
        cur_state <= next_state;
end
//combination logic state judgment transition condition
always @( * ) begin
    case( cur_state )
        init: begin
            if( init_done )
                next_state <= rom_skip;
            else
                next_state <= init;
        end
        
        rom_skip: begin
            if( st_done )
                next_state <= wr_byte;
            else
                next_state <= rom_skip;
        end
        
        wr_byte: begin
            if( st_done )
                case( cmd_cnt )
                    4'd1: next_state <= temp_convert;
                    4'd2: next_state <= delay;
                    4'd3: next_state <= rd_temp;
                    4'd4: next_state <= rd_byte;
                    default:
                          next_state <= temp_convert;
                endcase
            else
                next_state <= wr_byte;
        end
        
        temp_convert: begin
            if( st_done )
                next_state <= wr_byte;
            else
                next_state <= temp_convert;
        end
        
        delay: begin
            if( st_done )
                next_state <= init;
            else
                next_state <= delay;
        end
        
        rd_temp: begin
            if( st_done )
                next_state <= wr_byte;
            else
                next_state <= rd_temp;
        end
        
        rd_byte: begin
            if( st_done )
                next_state <= init;
            else
                next_state <= rd_byte;
        end
        
        default:
            next_state <= init;
    endcase   
end
//整个操作步骤为初始化、发送跳过ROM操作指令、发送温度转换指令、再初始化、再发送ROM、发送读取指令
always @( posedge clk_1us or negedge rst_n ) begin
    if( !rst_n ) begin
        flow_cnt    <= 4'b0;
        init_done   <= 1'b0;
        cnt_1us_en  <= 1'b1;
        dq_out      <= 1'bZ;
        st_done     <= 1'b0;
        rd_data     <=16'b0;
        rd_cnt      <= 5'd0;
        wr_cnt      <= 4'b0;
        cmd_cnt     <= 4'b0;
    end
    else begin
        st_done <= 1'b0;
        case( next_state )
            init: begin
                init_done <= 1'b0;
                case( flow_cnt )
                    4'd0:
                        flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                    4'd1: begin
                        cnt_1us_en <= 1'b1;
                        if( cnt_1us < 20'd500 )
                            dq_out <= 1'b0;
                        else begin
                            cnt_1us_en <= 1'b0;
                            dq_out <= 1'bZ;
                            flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                        end
                    end
                    4'd2: begin
                        cnt_1us_en <= 1'b1;
                        if( cnt_1us < 20'd30 )
                            dq_out <=1'bZ;
                        else
                            flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                    end
                    4'd3: begin
                        if( !dq )
                            flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                        else
                            flow_cnt <= flow_cnt;
                    end
                    4'd4:begin
                        if( cnt_1us == 20'd500 ) begin
                            cnt_1us_en <= 1'b0;
                            init_done  <= 1'b1;
                            flow_cnt   <= 4'd0;
                        end
                        else
                            flow_cnt   <= flow_cnt;
                    end
                    default:
                        flow_cnt <= 4'd0;
                endcase
            end
            rom_skip: begin
                wr_data <= ROM_SKIP_CMD;
                flow_cnt<= 4'd0;
                st_done <= 1'b1;
            end
            wr_byte: begin
                if( wr_cnt <= 4'd7 ) begin
                    case( flow_cnt )
                        4'd0: begin
                            dq_out <= 1'b0;
                            cnt_1us_en <= 1'b1;
                            flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                        end
                        4'd1: begin
                            flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                        end
                        4'd2: begin
                            if( cnt_1us < 20'd60 )
                                dq_out <= wr_data[wr_cnt];
                            else if( cnt_1us < 20'd63 )
                                dq_out <= 1'bZ;//release bus
                            else
                                flow_cnt <= flow_cnt + 1'b1;
                        end
                        4'd3: begin
                            flow_cnt <= 4'b0;
                            cnt_1us_en <= 1'b0;
                            wr_cnt <= wr_cnt + 1'b1;
                        end
                        default:
                            flow_cnt <= 4'b0;
                    endcase
                end
                else begin
                    st_done <= 1'b1;
                    wr_cnt  <= 4'b0;
                    cmd_cnt <= ( cmd_cnt == 4'd4 )? 4'd1 : ( cmd_cnt + 1'b1 );
                end
            end
            temp_convert: begin
                wr_data <= CONVERT_CMD;
                st_done <= 1'b1;
            end
            delay: begin
                cnt_1us_en <= 1'b1;
                if( cnt_1us == 20'd500000 ) begin
                    st_done <= 1'b1;
                    cnt_1us_en <= 1'b0;
                end
            end
            rd_temp: begin
                wr_data <= READ_TEMP;
                bit_width <= 5'd16;
                st_done <= 1'b1;
            end
            rd_byte: begin
                if( rd_cnt < bit_width ) begin
                    case( flow_cnt )
                        4'd0: begin
                            cnt_1us_en <= 1'b1;
                            dq_out     <= 1'b0;
                            flow_cnt   <= flow_cnt + 1'b1;
                        end
                        4'd1: begin
                            dq_out <= 1'bZ;
                            if( cnt_1us <= 20'd14 ) begin
                                rd_data <= { dq, rd_data[15:1] };
                                flow_cnt<= flow_cnt + 1'b1;
                            end
                        end
                        4'd2: begin
                            if( cnt_1us <= 20'd64 )
                                dq_out  <= 1'bZ;
                            else begin
                                flow_cnt   <= 4'd0;
                                rd_cnt     <= rd_cnt + 1'b1;
                                cnt_1us_en <= 1'b0;
                            end
                        end
                        default:
                            flow_cnt <= 4'd0;
                    endcase
                end
                else begin
                    st_done <= 1'b1;
                    org_data<=rd_data;
                    rd_cnt  <=5'b0;
                end
            end           
            default:;
        endcase
    end
end


最佳答案

查看完整内容[请看2#楼]

已解决,是自己程序看漏了一行,每次进入具体执行状态执行的always块时,第一句就进行了st_done清零工作,自己的失误
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 楼主| 发表于 2020-7-21 23:37:21 | 显示全部楼层
已解决,是自己程序看漏了一行,每次进入具体执行状态执行的always块时,第一句就进行了st_done清零工作,自己的失误
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发表于 2020-7-26 09:17:09 | 显示全部楼层
状态机在FPGA设计中是很常见的,要注意第二段和第三段状态机case里面的值,可以是cur_state或者next_state,这两个条件的不同,会影响到执行的结果。建议你可以仿真看看,会更清晰一点。
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 楼主| 发表于 2020-7-26 19:28:30 | 显示全部楼层
QinQZ 发表于 2020-7-26 09:17
状态机在FPGA设计中是很常见的,要注意第二段和第三段状态机case里面的值,可以是cur_state或者next_state ...

仿真不太会用,我重新整理了下思路,谢谢你啦
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