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怎么樣提高verilog代碼編寫水平?

09/09 12:20
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大俠好,歡迎來到FPGA技術(shù)江湖,江湖偌大,相見即是緣分。大俠可以關(guān)注FPGA技術(shù)江湖,在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源,或者一起煮酒言歡?!爸缶蒲詺g”進(jìn)入IC技術(shù)圈,這里有近100個(gè)IC技術(shù)公眾號(hào)。

今天給大俠帶來在FPAG技術(shù)交流群里平時(shí)討論的問題答疑合集(十二),以后還會(huì)多推出本系列,話不多說,上貨。

FPGA技術(shù)交流群目前已有十多個(gè)群,QQ和微信均覆蓋,有需要的大俠可以進(jìn)群,一起交流學(xué)習(xí),共同進(jìn)步。

歡迎加入FPGA技術(shù)微信交流群14群!

交流問題(一)

Q:怎么樣提高verilog代碼編寫水平?Cpu 從事DFT工作。目前僅限于寫一些簡(jiǎn)單模塊。自學(xué)的話如何提高verilog編寫水平?

A:以下是一些提高 Verilog 代碼編寫水平的自學(xué)方法:

1. 深入學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí):重新鞏固數(shù)字電路的基本概念,如邏輯門、組合邏輯、時(shí)序邏輯、狀態(tài)機(jī)等,這是編寫高質(zhì)量 Verilog 代碼的基石。

2. 閱讀優(yōu)秀代碼:在網(wǎng)上查找開源的、經(jīng)過驗(yàn)證的高質(zhì)量 Verilog 代碼,學(xué)習(xí)他人的編程風(fēng)格、代碼結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路。

3. 實(shí)踐項(xiàng)目:嘗試自己設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一些較為復(fù)雜的項(xiàng)目,如復(fù)雜的控制器、數(shù)據(jù)處理模塊等,通過實(shí)踐來積累經(jīng)驗(yàn)。

4. 學(xué)習(xí)代碼規(guī)范:遵循良好的代碼規(guī)范,包括命名規(guī)范、縮進(jìn)、注釋等,使代碼易于理解和維護(hù)。

5. 掌握綜合優(yōu)化技巧:了解如何編寫易于綜合的代碼,以提高資源利用率和性能。

6. 學(xué)習(xí)測(cè)試方法:掌握編寫測(cè)試激勵(lì)(Testbench)的技巧,對(duì)自己編寫的代碼進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證。

7. 參加在線課程和論壇:參與相關(guān)的在線課程、技術(shù)論壇和社區(qū),與其他開發(fā)者交流和分享經(jīng)驗(yàn),解決遇到的問題。

8. 研究高級(jí)主題:如異步處理、跨時(shí)鐘域設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)等,提升自己的技術(shù)水平。

9. 定期回顧和總結(jié):對(duì)自己編寫的代碼進(jìn)行定期回顧,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),發(fā)現(xiàn)不足之處并加以改進(jìn)。

持續(xù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐是提高 Verilog 代碼編寫水平的關(guān)鍵。

交流問題(二)

Q:信號(hào)的上升沿和下降沿為什么會(huì)有非常寬的頻譜?假如當(dāng)一個(gè)信號(hào)發(fā)生突變,其上升沿包含了豐富的頻率成分,為什么呢?如何量化?而且這些不同頻率成分出現(xiàn)的時(shí)間是否有差異?比如先出現(xiàn)高頻再低頻或是怎樣?

A:信號(hào)的上升沿和下降沿包含豐富的頻率成分,這是由于信號(hào)的突變本質(zhì)所導(dǎo)致的。

從數(shù)學(xué)角度來看,一個(gè)突變的信號(hào)(如階躍信號(hào))在時(shí)域上的急劇變化,其傅里葉變換頻域上會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)寬的頻譜。

量化這種情況通常通過傅里葉分析來實(shí)現(xiàn)??梢詫?duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換,得到其頻譜分布,從而定量地了解不同頻率成分的能量或幅度大小。

關(guān)于不同頻率成分出現(xiàn)的時(shí)間,在理想情況下,它們是同時(shí)存在的。但在實(shí)際的物理系統(tǒng)中,由于信號(hào)傳播的特性、電路元件的影響等因素,可能會(huì)表現(xiàn)出一定的差異。但這種差異并非簡(jiǎn)單的先高頻后低頻的順序,而是受到多種復(fù)雜因素的綜合影響。

例如,在高頻電路中,由于寄生電容電感的存在,可能會(huì)使高頻成分的傳播和響應(yīng)相對(duì)較慢。但這并不意味著高頻成分就一定在低頻成分之后出現(xiàn),而是它們的相對(duì)傳播和響應(yīng)特性會(huì)有所不同。

交流問題(三)

Q:請(qǐng)問FPGA將SPI信號(hào)從額外的IO引出從而解決的bug是怎么回事?

用FPGA實(shí)現(xiàn)和外圍器件的SPI通信,再將數(shù)據(jù)通過UART發(fā)送給上位機(jī)。bug現(xiàn)象是上位機(jī)收到的UART數(shù)據(jù)為全0,但是UART本身應(yīng)該沒有問題,因?yàn)閿?shù)據(jù)幀是完整的,只是其中從SPI通信獲得的數(shù)據(jù)是全0。于是將SPI通信的4個(gè)信號(hào)從額外的IO引出通過邏輯分析儀觀察SPI通信,其他代碼都沒動(dòng),此時(shí)UART又能收到正確的SPI數(shù)據(jù)了。

猜測(cè)是原來的代碼中出現(xiàn)了時(shí)序違例,將SPI信號(hào)引出后FPGA布線時(shí)優(yōu)化了時(shí)序?在時(shí)序約束中定義了系統(tǒng)時(shí)鐘和SPI時(shí)鐘,但是沒有定義input/output delay,是不是和這個(gè)有關(guān)呢?

A:這種情況可能是由多種因素導(dǎo)致的。

猜測(cè)的時(shí)序違例是很有可能的原因之一。在原來的設(shè)計(jì)中,盡管定義了系統(tǒng)時(shí)鐘和 SPI 時(shí)鐘,但未定義輸入/輸出延遲(input/output delay),這可能導(dǎo)致布線時(shí)無法準(zhǔn)確考慮信號(hào)傳輸的延遲,從而引發(fā)時(shí)序問題。

當(dāng)將 SPI 信號(hào)從額外的 IO 引出時(shí),F(xiàn)PGA 的布線可能得到了優(yōu)化,從而改善了時(shí)序。新的布線可能減少了信號(hào)傳輸?shù)难舆t、降低了信號(hào)之間的干擾,或者更好地滿足了 SPI 通信的時(shí)序要求。

此外,也有可能是之前的代碼中存在一些潛在的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)或信號(hào)完整性問題,通過改變信號(hào)的引出方式,這些問題得到了緩解或消除。

要確切地確定問題的根源,還需要進(jìn)一步對(duì)原代碼和布線后的情況進(jìn)行詳細(xì)的時(shí)序分析和仿真驗(yàn)證。

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