描述
实现数据位宽转换电路，实现24bit数据输入转换为128bit数据输出。其中，先到的数据应置于输出的高bit位。
电路的接口如下图所示。valid_in用来指示数据输入data_in的有效性，valid_out用来指示数据输出data_out的有效性；clk是时钟信号；rst_n是异步复位信号。
接口时序示意图
输入描述
input clk ,
input rst_n ,
input valid_in ,
input [23:0] data_in 输出描述
output reg valid_out ,
output reg [127:0] data_out解题分析
输入：valid_in, data_in[23:0]
输出：valid_out,data_out[127:0]
输入数据是24bit，输出数据是128bit。
因为128×3=24×16128\times3=24\times16128×3=24×16，所以每输入16个有效数据，就可以产生三个完整的输出。因此设置一个仅在输入数据有效时工作的计数器cnt，计数范围是0-15。
reg [3:0] cnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
cnt <= 0;
else
cnt <= ~valid_in? cnt:
cnt==15 ? 0 :
cnt+1;
end
然后设置一个数据暂存器data_lock，每当输入有效时，将数据从低位移入。
reg [127:0] data_lock;
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
data_lock <= 0;
else
data_lock <= valid_in? {data_lock[103:0], data_in}: data_lock;
end
由上图易得，每当计数器cnt计数到5、10、15时，data_out要进行更新，并拉高valid_out一个周期。
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
valid_out <= 0;
else
valid_out <= (cnt==5 || cnt==10 || cnt==15)&&valid_in;
end
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
data_out <= 0;
else if(cnt==5)
data_out <= valid_in? {data_lock[119:0], data_in[23:16]}: data_out;
else if(cnt==10)
data_out <= valid_in? {data_lock[111:0], data_in[23: 8]}: data_out;
else if(cnt==15)
data_out <= valid_in? {data_lock[103:0], data_in[23: 0]}: data_out;
else
data_out <= data_out;
end
参考代码
`timescale 1ns/1ns
module width_24to128(
input clk ,
input rst_n ,
input valid_in ,
input [23:0] data_in ,
output reg valid_out ,
output reg [127:0] data_out
);
reg [3:0] cnt;
reg [127:0] data_lock;
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
cnt <= 0;
else
cnt <= ~valid_in? cnt:cnt+1;
end
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
valid_out <= 0;
else
valid_out <= (cnt==5 || cnt==10 || cnt==15)&&valid_in;
end
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
data_lock <= 0;
else
data_lock <= valid_in? {data_lock[103:0], data_in}: data_lock;
end
always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if(~rst_n)
data_out <= 0;
else if(cnt==5)
data_out <= valid_in? {data_lock[119:0], data_in[23:16]}: data_out;
else if(cnt==10)
data_out <= valid_in? {data_lock[111:0], data_in[23: 8]}: data_out;
else if(cnt==15)
data_out <= valid_in? {data_lock[103:0], data_in[23: 0]}: data_out;
else
data_out <= data_out;
end
endmodule
注：解题分析来源于网友，如有侵权，请告删之。
