关于采样时钟的如此无缝连接疑问

Aaronzhong

关于skip_en 的赋值，只要满足条件就会被赋值为1(skip_en <= 1'b1)，而且是只维持一个clk时钟周期，就又会被重新赋值为0(skip_en <= 1'b0)，当skip_en被赋值1时，将启动组合逻辑next_state值的变化，然后next_state被posedge clk采样，赋值给cur_state，其实这里一直又个疑问，为什么skip_en赋1的值只维持一个clk周期的，就能被相同clk周期的上升沿猜到稳定数据，就感觉不可思议，硬件上具体时怎样实现的，建立、保持、Tco这些时间时怎样做到数据能保持如此稳定的，希望能解答下。
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        cur_state <= st_idle;  
    else
        cur_state <= next_state;
end

//解析数据状态跳转
always @(*) begin
    next_state = st_idle;
    case(cur_state)
        st_idle : begin                                     //等待接收前导码
            if(skip_en)
                next_state = st_preamble;
            else
                next_state = st_idle;   
        end
        st_preamble : begin                                 //接收前导码
            if(skip_en)
                next_state = st_eth_head;
            else if(error_en)
                next_state = st_rx_end;   
            else
                next_state = st_preamble;   
        end
        st_eth_head : begin                                 //接收以太网帧头
            if(skip_en)
                next_state = st_ip_head;
            else if(error_en)
                next_state = st_rx_end;
            else
                next_state = st_eth_head;           
        end  
        st_ip_head : begin                                  //接收IP首部
            if(skip_en)
                next_state = st_udp_head;
            else if(error_en)
                next_state = st_rx_end;
            else
                next_state = st_ip_head;      
        end
        st_udp_head : begin                                 //接收UDP首部
            if(skip_en)
                next_state = st_rx_data;
            else
                next_state = st_udp_head;   
        end               
        st_rx_data : begin                                  //接收有效数据
            if(skip_en)
                next_state = st_rx_end;
            else
                next_state = st_rx_data;   
        end                           
        st_rx_end : begin                                   //接收结束
            if(skip_en)
                next_state = st_idle;
            else
                next_state = st_rx_end;         
        end
        default : next_state = st_idle;
    endcase                                          
end   

//解析以太网数据
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        skip_en <= 1'b0;
        error_en <= 1'b0;
        cnt <= 5'd0;
        des_mac <= 48'd0;
        eth_type <= 16'd0;
        des_ip <= 32'd0;
        ip_head_byte_num <= 6'd0;
        udp_byte_num <= 16'd0;
        data_byte_num <= 16'd0;
        data_cnt <= 16'd0;
        rec_en_cnt <= 2'd0;
        rec_en <= 1'b0;
        rec_data <= 32'd0;
        rec_pkt_done <= 1'b0;
        rec_byte_num <= 16'd0;
    end
    else begin
        skip_en <= 1'b0;
        error_en <= 1'b0;  
        rec_en <= 1'b0;
        rec_pkt_done <= 1'b0;
        case(cur_state)
            st_idle : begin
                if((rx_byte_val == 1'b1) && (rx_data == 8'h55))
                    skip_en <= 1'b1;
            end
            st_preamble : begin
                if(rx_byte_val) begin                       //解析前导码
                    cnt <= cnt + 5'd1;
                    if((cnt < 5'd6) && (rx_data != 8'h55))  //7个8'h55  
                        error_en <= 1'b1;
                    else if(cnt==5'd6) begin
                        cnt <= 5'd0;
                        if(rx_data==8'hd5)                  //1个8'hd5
                            skip_en <= 1'b1;
                        else
                            error_en <= 1'b1;   
                    end  
                end  
            end
            st_eth_head : begin
                if(rx_byte_val) begin
                    cnt <= cnt + 5'b1;
                    if(cnt < 5'd6)
                        des_mac <= {des_mac[39:0],rx_data}; //目的MAC地址
                    else if(cnt == 5'd12)
                        eth_type[15:8] <= rx_data;          //以太网协议类型
                    else if(cnt == 5'd13) begin
                        eth_type[7:0] <= rx_data;
                        cnt <= 5'd0;
                        //判断MAC地址是否为开发板MAC地址或者公共地址
                        if((des_mac == BOARD_MAC)
                            ||(des_mac == 48'hff_ff_ff_ff_ff_ff))           
                            skip_en <= 1'b1;   
                        else
                            error_en <= 1'b1;
                    end        
                end  
            end
            st_ip_head : begin
                if(rx_byte_val) begin
                    cnt <= cnt + 5'd1;
                    if(cnt == 5'd0)
                        ip_head_byte_num <= {rx_data[3:0],2'd0};
                    else if((cnt >= 5'd16) && (cnt <= 5'd18))
                        des_ip <= {des_ip[23:0],rx_data};   //目的IP地址
                    else if(cnt == 5'd19) begin
                        des_ip <= {des_ip[23:0],rx_data};
                        //判断IP地址是否为开发板IP地址
                        if((des_ip[23:0] == BOARD_IP[31:8])
                            && (rx_data == BOARD_IP[7:0])) begin  
                            if(cnt == ip_head_byte_num - 1'b1) begin
                                skip_en <=1'b1;                     
                                cnt <= 5'd0;
                            end                             
                        end   
                        else begin            
                        //IP错误，停止解析数据                        
                            error_en <= 1'b1;               
                            cnt <= 5'd0;
                        end                                                  
                    end                          
                    else if(cnt == ip_head_byte_num - 1'b1) begin
                        skip_en <=1'b1;                     //IP首部解析完成
                        cnt <= 5'd0;                    
                    end   
                end                                
            end
            st_udp_head : begin
                if(rx_byte_val) begin
                    cnt <= cnt + 5'd1;
                    if(cnt == 5'd4)
                        udp_byte_num[15:8] <= rx_data;      //解析UDP字节长度
                    else if(cnt == 5'd5)
                        udp_byte_num[7:0] <= rx_data;
                    else if(cnt == 5'd7) begin
                        //有效数据字节长度，（UDP首部8个字节，所以减去8）
                        data_byte_num <= udp_byte_num - 16'd8;   
                        skip_en <= 1'b1;
                        cnt <= 5'd0;
                    end  
                end                 
            end         
            st_rx_data : begin         
                //接收数据，转换成32bit            
                if(rx_byte_val) begin
                    data_cnt <= data_cnt + 16'd1;
                    rec_en_cnt <= rec_en_cnt + 2'd1;
                    if(data_cnt == data_byte_num - 16'd1) begin
                        skip_en <= 1'b1;                    //有效数据接收完成
                        data_cnt <= 16'd0;
                        rec_en_cnt <= 2'd0;
                        rec_pkt_done <= 1'b1;               
                        rec_en <= 1'b1;                     
                        rec_byte_num <= data_byte_num;
                    end   
                                        //先收到的数据放在了rec_data的高位,所以当数据不是4的倍数时,
                                        //低位数据为无效数据，可根据有效字节数来判断(rec_byte_num)
                    if(rec_en_cnt == 2'd0)
                        rec_data[31:24] <= rx_data;
                    else if(rec_en_cnt == 2'd1)
                        rec_data[23:16] <= rx_data;
                    else if(rec_en_cnt == 2'd2)
                        rec_data[15:8] <= rx_data;        
                    else if(rec_en_cnt==2'd3) begin
                        rec_en <= 1'b1;
                        rec_data[7:0] <= rx_data;
                    end   
                end  
            end   
            st_rx_end : begin                               //单包数据接收完成   
                if(eth_rxdv == 1'b0 && skip_en == 1'b0)
                    skip_en <= 1'b1;
            end   
            default : ;
        endcase                                                        
    end
end

xiaotaotao

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