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
li星野2 小时前
打工人日报#20251005
笔记·程序人生·fpga开发·学习方法
通信小呆呆3 小时前
FPGA 上的 OFDM 同步:从 S&C 到残差 CFO 的工程化实现
fpga开发·信号处理·同步·ofdm
hahaha601614 小时前
高层次综合基础-vivado hls第三章
算法·fpga开发
欢鸽儿2 天前
理解Vivado的IP综合策略:“Out-of-Context Module Runs
linux·ubuntu·fpga
欢鸽儿2 天前
Vivado综合通关指南:从IP打包失败到工具崩溃的四重考验
linux·ubuntu·fpga
XINVRY-FPGA3 天前
XCVU9P-2FLGA2104E Xilinx AMD Virtex UltraScale+ FPGA
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发·硬件工程·dsp开发·射频工程·fpga
范纹杉想快点毕业3 天前
ZYNQ7045芯片中UART实现RS422通信详解,50000字解析,C语言,嵌入式开发,软件开发
c语言·笔记·stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·fpga开发
千宇宙航5 天前
闲庭信步使用图像验证平台加速FPGA的开发:第三十课——车牌识别的FPGA实现(2)实现车牌定位
图像处理·计算机视觉·fpga开发·车牌识别
灵风_Brend5 天前
最大最小延时约束
fpga开发
li星野6 天前
打工人日报#20250930
笔记·程序人生·fpga开发·学习方法