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Added soft_latch module and testbench
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d262582ea9
commit
1efbd7c243
88
soft_latch.sv
Normal file
88
soft_latch.sv
Normal file
@ -0,0 +1,88 @@
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//------------------------------------------------------------------------------
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// soft_latch.sv
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// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
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//------------------------------------------------------------------------------
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// INFO ------------------------------------------------------------------------
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// "Software" latch, aka combinational data hold circuit
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//
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// Features combinational data latching and combinational resetting
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// Zero latency for setting and resetting data
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// No hardware latches inferred by means of this circuit
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//
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// | | +---+ | | | | | | latch, this module input
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// | | | | | | | | | |
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// +------------+ +--------------------------------+
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// | | | | | | | | | |
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// +----------------------------+ +----------------+
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// | | | | | | | | | |
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// | | | | | | +---+ | | nrst, this module input
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// | | | | | | | | | |
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// +-------------------------------------------------+
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// }{A }{B }{C }{D }{E }{F }{G }{H }{J }{ in, this module data input
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// +-------------------------------------------------+
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// | | | | | | | | | |
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// | | | +---------------+ | | standard unblocking assignment
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// | | | { C | C | C | C } | |
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// +----------------+ | | | +----------------+
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// | | | | | | | | | |
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||||||
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// | | +---------------+ | | | out, this module data output
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// | | { C | C | C | C } | | |
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// +------------+ | | | +--------------------+
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// | | | | | | | | | |
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// | | | | | | | | | |
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/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
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soft_latch #(
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.WIDTH( 16 )
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) SL1 (
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.clk( clk ),
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.nrst( 1'b1 ),
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.latch( ),
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.in( ),
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.out( )
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);
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--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
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module soft_latch #( parameter
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WIDTH = 1 // data width
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)(
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input clk, // clock
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input nrst, // inverted reset
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input latch, // latch strobe
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input [WIDTH-1:0] in, // data in
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output logic [WIDTH-1:0] out // data out
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);
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logic [WIDTH-1:0] in_buf = '0;
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// buffering input data
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always_ff @(posedge clk) begin
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if( ~nrst ) begin
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in_buf[WIDTH-1:0] <= '0;
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|
end else if( latch ) begin
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|
in_buf[WIDTH-1:0] <= in[WIDTH-1:0];
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|
end
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|
end
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// mixing combinational and buffered data to the output
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always_comb begin
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if( ~nrst ) begin
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|
out[WIDTH-1:0] <= '0;
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||||||
|
end else if( latch ) begin
|
||||||
|
out[WIDTH-1:0] <= in[WIDTH-1:0];
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
out[WIDTH-1:0] <= in_buf[WIDTH-1:0];
|
||||||
|
end
|
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|
|
||||||
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||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
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148
soft_latch_tb.sv
Normal file
148
soft_latch_tb.sv
Normal file
@ -0,0 +1,148 @@
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//------------------------------------------------------------------------------
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|
// soft_latch_tb.sv
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|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
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//------------------------------------------------------------------------------
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// INFO ------------------------------------------------------------------------
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|
// testbench for soft_latch.sv module
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//
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`timescale 1ns / 1ps
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module soft_latch_tb();
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logic clk200;
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initial begin
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#0 clk200 = 1'b0;
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||||||
|
forever
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|
#2.5 clk200 = ~clk200;
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|
end
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||||||
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|
// external device "asynchronous" clock
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|
logic clk33;
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||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 clk33 = 1'b0;
|
||||||
|
forever
|
||||||
|
#15.151 clk33 = ~clk33;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic rst;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 rst = 1'b0;
|
||||||
|
#10.2 rst = 1'b1;
|
||||||
|
#5 rst = 1'b0;
|
||||||
|
//#10000;
|
||||||
|
forever begin
|
||||||
|
#9985 rst = ~rst;
|
||||||
|
#5 rst = ~rst;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic nrst;
|
||||||
|
assign nrst = ~rst;
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||||||
|
|
||||||
|
logic rst_once;
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||||||
|
initial begin
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|
#0 rst_once = 1'b0;
|
||||||
|
#10.2 rst_once = 1'b1;
|
||||||
|
#5 rst_once = 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic nrst_once;
|
||||||
|
assign nrst_once = ~rst_once;
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||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] DerivedClocks;
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|
clk_divider #(
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||||||
|
.WIDTH( 32 )
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|
) cd1 (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( DerivedClocks[31:0] )
|
||||||
|
);
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||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] E_DerivedClocks;
|
||||||
|
edge_detect ed1[31:0] (
|
||||||
|
.clk( {32{clk200}} ),
|
||||||
|
.nrst( {32{nrst_once}} ),
|
||||||
|
.in( DerivedClocks[31:0] ),
|
||||||
|
.rising( E_DerivedClocks[31:0] ),
|
||||||
|
.falling( ),
|
||||||
|
.both( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [15:0] RandomNumber1;
|
||||||
|
c_rand rng1 (
|
||||||
|
.clk(clk200),
|
||||||
|
.rst(rst_once),
|
||||||
|
.reseed(1'b0),
|
||||||
|
.seed_val(DerivedClocks[31:0]),
|
||||||
|
.out( RandomNumber1[15:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic start;
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||||||
|
initial begin
|
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|
#0 start = 1'b0;
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|
#100 start = 1'b1;
|
||||||
|
#20 start = 1'b0;
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||||||
|
end
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|
// Module under test ==========================================================
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logic set;
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|
assign set = &RandomNumber1[14:12];
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|
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|
logic ret;
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||||||
|
assign ret = &RandomNumber1[11:9];
|
||||||
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// verilog hardvare latch
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|
logic [15:0] data1;
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||||||
|
always_latch begin
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|
if( ret ) begin
|
||||||
|
data1[15:0] <= '0;
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||||||
|
end else if( set ) begin
|
||||||
|
data1[15:0] <= RandomNumber1[15:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
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|
// soft_latch prototype
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|
logic [15:0] data2;
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||||||
|
set_reset_comb SR [15:0] (
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||||||
|
.clk( {16{clk200}} ),
|
||||||
|
.nrst( {16{1'b1}} ),
|
||||||
|
.s( {16{set}} & RandomNumber1[15:0] ), //set
|
||||||
|
.r( ({16{set}} & ~RandomNumber1[15:0]) | {16{ret}} ), //rst
|
||||||
|
.q( data2[15:0] ),
|
||||||
|
.nq( )
|
||||||
|
);
|
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|
// genuine soft_latch instance
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|
logic [15:0] data3;
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|
soft_latch #(
|
||||||
|
.WIDTH( 16 )
|
||||||
|
) SL1 (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( ~ret ),
|
||||||
|
.latch( set ),
|
||||||
|
.in( RandomNumber1[15:0] ),
|
||||||
|
.out( data3[15:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
//==============================================================================
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|
|
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logic outputs_equal;
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assign outputs_equal = ( data1[15:0] == data2[15:0] ) &&
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|
( data1[15:0] == data3[15:0] );
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||||||
|
|
||||||
|
logic success = 1'b1;
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk200) begin
|
||||||
|
if( ~nrst ) begin
|
||||||
|
success <= 1'b1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
if( ~outputs_equal ) begin
|
||||||
|
success <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
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