1分钟 快速掌握 双向信号(inout信号)

​在数字电路设计中,三态门扮演着至关重要的角色。它是Verilog硬件描述语言中的一个基本元素,用于实现复杂电路的设计与模拟。

今天,我们一起来探讨三态门的基本原理、在Verilog中的实现方式。

一、什么是三态门?

三态门,简单来说,是一种具有三种输出状态的逻辑门电路,即逻辑"0"、逻辑"1"和高阻态(High Impedance,通常用字母"Z"表示)。

在正常的逻辑电路中,输出只有"0"和"1"两种状态,但三态门增加了高阻态这一特殊状态,使得电路在某些情况下可以呈现出高阻抗的特性,就好像电路被断开一样。

这种特性使得三态门在总线通信、数据选择等场景中有着广泛的应用。

二、三态门的工作原理

三态门通常有一个使能(Enable)信号,用于控制门的输出状态,如下图所示,其中C端口就是使能信号。​

当使能信号C有效时,三态门直通,B端口等于A端口;

当使能信号C无效时,三态门的输出则呈现为高阻态。

三、Verilog 中三态门的实现

1、实现方式1

module tri_state_gate(

output out,

input in,

input en

);

assign out = en? in : 'bz;

endmodule

说明:

模块有三个端口: out 是输出端口, in 是输入端口, en 是使能端口。

assign 语句用于根据使能信号 en 的值来决定输出 out 的值。

当 en 为高电平时,out 等于输入 in;

当 en 为低电平时, out 为高阻态 'bz' 。

2、inout信号端口

在verilog中以使用 inout 类型的端口来实现双向的三态门,这在总线通信等场景中非常有用。

module bi_directional_gate(

inout wire data_io

);

wire data_in;

wire data_out;

wire en;

// 将双向信号拆分成输入、输出和使能信号

assign data_io = en? data_out : 1'bz;

assign data_in = data_io;

endmodule

说明:

data_io 是一个双向的 inout 类型端口。

当 en为高电平时,data_io 作为输出端口,输出 data_out的值;

当en为低电平时,data_io 作为输入端口, data_in 接收外部输入的值。

如果需要更多学习资料和源码,想要学习FPGA实战入门进阶,请阅读下面这篇文章:

FPGA入门真的难吗?少走弯路,少踩坑。

相关推荐
Eloudy15 小时前
开源 gpunetio examples 01 解析 gpunetio_verbs_put_bw
gpu·fpga·rdma·roce·doca
博览鸿蒙16 小时前
FPGA开发使用的语言
fpga开发·fpga
明德扬17 小时前
机器人多摄像头如何做FPGA多路视频聚合?
学习·fpga开发·fpga
Eloudy1 天前
GPUNetIO开源实现与FPGA的 RoCEv2 通信延迟实验
gpu·fpga·rdma·roce·doca
JoYER_cc1 天前
FPGA 调试实录:LED 闪烁程序从踩坑到仿真验证的完整经验总结
fpga开发
啄缘之间1 天前
1.【SVA】什么是SVA?
经验分享·学习·测试用例·verilog·sva
ktd0072 天前
复旦微开发环境搭建流程备忘录
fpga开发
ERROR:992 天前
陈工,试试Agent开发FPGA
fpga开发
威嵌神州2 天前
复旦微 FMQL100TAI 开发 8 问:仿真器、系统、接口高频问题解答
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发
北京青翼科技2 天前
青翼基于PCIe的VU13P FPGA信号处理板
fpga开发·fpga开发板·图像处理卡·pcie板卡