mirror of
https://github.com/pConst/basic_verilog.git
synced 2025-01-28 07:02:55 +08:00
Updated debounce
This commit is contained in:
parent
0a7385391a
commit
2e3551056b
66
debounce.v
66
debounce.v
@ -1,66 +0,0 @@
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//--------------------------------------------------------------------------------
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// debounce.v
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// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
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//--------------------------------------------------------------------------------
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|
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// INFO --------------------------------------------------------------------------------
|
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||||||
// Debounce for two inpus signal samples
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// Signal may and maynot be periodic
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// Switches up and down with 3 ticks delay
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/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
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||||||
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||||||
debounce DB1 (
|
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||||||
.clk(),
|
|
||||||
.nrst( 1'b1 ),
|
|
||||||
.en( 1'b1 ),
|
|
||||||
.in(),
|
|
||||||
.out()
|
|
||||||
);
|
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||||||
defparam DB1.WIDTH = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
|
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||||||
|
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||||||
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|
||||||
module debounce(clk,nrst,en,in,out);
|
|
||||||
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input wire clk;
|
|
||||||
input wire nrst;
|
|
||||||
input wire en;
|
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||||||
input wire [(WIDTH-1):0] in;
|
|
||||||
output wire [(WIDTH-1):0] out; // also "present state"
|
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||||||
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||||||
parameter WIDTH = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg [(WIDTH-1):0] d1 = 0;
|
|
||||||
reg [(WIDTH-1):0] d2 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
always @ (posedge clk) begin
|
|
||||||
if (~nrst) begin
|
|
||||||
d1[(WIDTH-1):0] <= 0;
|
|
||||||
d2[(WIDTH-1):0] <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
if (en) begin
|
|
||||||
d1[(WIDTH-1):0] <= d2[(WIDTH-1):0];
|
|
||||||
d2[(WIDTH-1):0] <= in[(WIDTH-1):0];
|
|
||||||
end; // if
|
|
||||||
end // else
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [(WIDTH-1):0] switch_hi = (d2[(WIDTH-1):0] & d1[(WIDTH-1):0]);
|
|
||||||
wire [(WIDTH-1):0] n_switch_lo = (d2[(WIDTH-1):0] | d1[(WIDTH-1):0]);
|
|
||||||
|
|
||||||
SetReset SR (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.nrst(nrst),
|
|
||||||
.s(switch_hi[(WIDTH-1):0]),
|
|
||||||
.r(~n_switch_lo[(WIDTH-1):0]),
|
|
||||||
.q(out[(WIDTH-1):0]),
|
|
||||||
.nq()
|
|
||||||
);
|
|
||||||
defparam SR.WIDTH = WIDTH;
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
@ -1,89 +0,0 @@
|
|||||||
//--------------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
// debounce_tb.v
|
|
||||||
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
|
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//--------------------------------------------------------------------------------
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||||||
|
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// INFO --------------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
//
|
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||||||
//
|
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||||||
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`timescale 1ns / 1ps
|
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||||||
|
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||||||
module debounce_tb();
|
|
||||||
|
|
||||||
reg clk200;
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#0 clk200 = 1;
|
|
||||||
forever
|
|
||||||
#2.5 clk200 = ~clk200;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
reg rst;
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#10.2 rst = 1;
|
|
||||||
#5 rst = 0;
|
|
||||||
//#10000;
|
|
||||||
forever begin
|
|
||||||
#9985 rst = ~rst;
|
|
||||||
#5 rst = ~rst;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
wire nrst = ~rst;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg rst_once;
|
|
||||||
initial begin // initializing non-X data before PLL starts
|
|
||||||
#10.2 rst_once = 1;
|
|
||||||
#5 rst_once = 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#510.2 rst_once = 1; // PLL starts at 500ns, clock appears, so doing the reset for modules
|
|
||||||
#5 rst_once = 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
wire nrst_once = ~rst_once;
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] DerivedClocks;
|
|
||||||
ClkDivider CD1 (
|
|
||||||
.clk(clk200),
|
|
||||||
.nrst(nrst_once),
|
|
||||||
.out(DerivedClocks[31:0]));
|
|
||||||
defparam CD1.WIDTH = 32;
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] E_DerivedClocks;
|
|
||||||
EdgeDetect ED1 (
|
|
||||||
.clk(clk200),
|
|
||||||
.nrst(nrst_once),
|
|
||||||
.in(DerivedClocks[31:0]),
|
|
||||||
.rising(E_DerivedClocks[31:0]),
|
|
||||||
.falling(),
|
|
||||||
.both()
|
|
||||||
);
|
|
||||||
defparam ED1.WIDTH = 32;
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [15:0] RandomNumber1;
|
|
||||||
c_rand RNG1 (
|
|
||||||
.clk(clk200),
|
|
||||||
.rst(rst_once),
|
|
||||||
.reseed(1'b0),
|
|
||||||
.seed_val(DerivedClocks[31:0]),
|
|
||||||
.out(RandomNumber1[15:0]));
|
|
||||||
|
|
||||||
reg start;
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#100.2 start = 1;
|
|
||||||
#5 start = 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
//=================================================
|
|
||||||
|
|
||||||
wire den = RandomNumber1[1] && RandomNumber1[2];
|
|
||||||
wire dbout;
|
|
||||||
debounce DB1 (
|
|
||||||
.clk(clk200),
|
|
||||||
.nrst(nrst_once),
|
|
||||||
.en(den),
|
|
||||||
.in(RandomNumber1[0]),
|
|
||||||
.out(dbout)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
defparam DB1.WIDTH = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
118
debounce_v1.v
Normal file
118
debounce_v1.v
Normal file
@ -0,0 +1,118 @@
|
|||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// debounce_v1.v
|
||||||
|
// published as part of https://github.com/pConst/basic_verilog
|
||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
// INFO ------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// Button debounce v1
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - sampling inputs using configurable divided clock (ithis is the
|
||||||
|
// simplest form of low-pass filter)
|
||||||
|
// - switching output only when both samples have equal level
|
||||||
|
// (this gives some form of hysteresis in case we sample unstable data)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v1 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 4 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 16 )
|
||||||
|
) DB1 (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( 1'b1 ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( btn[3:0] ),
|
||||||
|
.out( btn_db[3:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
module debounce_v1 #( parameter
|
||||||
|
WIDTH = 1,
|
||||||
|
SAMPLING_FACTOR = 16 // 0 - sampling every clk
|
||||||
|
// 1 - sampling on clk/2
|
||||||
|
// 2 - sampling on clk/4 etc....
|
||||||
|
|
||||||
|
// only one or none should be enabled
|
||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH = 0,
|
||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_LOW = 0
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input nrst,
|
||||||
|
input ena,
|
||||||
|
|
||||||
|
input [WIDTH-1:0] in,
|
||||||
|
output reg [WIDTH-1:0] out
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam SAMPLING_RANGE = 32;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk;
|
||||||
|
clk_divider #(
|
||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( nrst ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk_rise;
|
||||||
|
edge_detect #(
|
||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div_ed (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.anrst( nrst ),
|
||||||
|
.in( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] ),
|
||||||
|
.rising( s_clk_rise[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire do_sample;
|
||||||
|
assign do_sample = s_clk_rise[SAMPLING_FACTOR];
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [WIDTH-1:0] in_d1 = 0;
|
||||||
|
reg [WIDTH-1:0] in_d2 = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (~nrst) begin
|
||||||
|
in_d1[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
in_d2[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
end else if (ena && do_sample) begin
|
||||||
|
in_d1[WIDTH-1:0] <= in_d2[WIDTH-1:0];
|
||||||
|
in_d2[WIDTH-1:0] <= in[WIDTH-1:0];
|
||||||
|
end // if
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if( ~nrst ) begin
|
||||||
|
out[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
// every input has its own state
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < WIDTH; i=i+1) begin
|
||||||
|
|
||||||
|
case ( {in_d2[i],in_d1[i]} )
|
||||||
|
2'b00: out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
2'b11: out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
if (TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end else if (TREAT_UNSTABLE_AS_LOW) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
126
debounce_v2.sv
Normal file
126
debounce_v2.sv
Normal file
@ -0,0 +1,126 @@
|
|||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// debounce_v2.sv
|
||||||
|
// published as part of https://github.com/pConst/basic_verilog
|
||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
// INFO ------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// Button debounce v2, SystemVerilog version
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - sampling inputs using configurable divided clock (ithis is the
|
||||||
|
// simplest form of low-pass filter)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - in contrast with debounce_v1.v this implementation is switching output only
|
||||||
|
// when input had stable level IN ALL CLOCK CYCLES within the sample window
|
||||||
|
// (this gives some form of hysteresis in case we sample unstable data)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v2 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 4 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 16 )
|
||||||
|
) DB1 (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( 1'b1 ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( btn[3:0] ),
|
||||||
|
.out( btn_db[3:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
module debounce_v2 #( parameter
|
||||||
|
WIDTH = 1,
|
||||||
|
SAMPLING_FACTOR = 16, // 0 - sampling every clk
|
||||||
|
// 1 - sampling on clk/2
|
||||||
|
// 2 - sampling on clk/4 etc....
|
||||||
|
|
||||||
|
// only one or none should be enabled
|
||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH = 0,
|
||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_LOW = 0
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input nrst,
|
||||||
|
input ena,
|
||||||
|
|
||||||
|
input [WIDTH-1:0] in,
|
||||||
|
output logic [WIDTH-1:0] out
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam SAMPLING_RANGE = 32;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk;
|
||||||
|
clk_divider #(
|
||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( nrst ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk_rise;
|
||||||
|
edge_detect #(
|
||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div_ed (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.anrst( nrst ),
|
||||||
|
.in( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] ),
|
||||||
|
.rising( s_clk_rise[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire do_sample;
|
||||||
|
assign do_sample = s_clk_rise[SAMPLING_FACTOR];
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [WIDTH-1:0] in_is_high = 0;
|
||||||
|
logic [WIDTH-1:0] in_is_low = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (~nrst) begin
|
||||||
|
out[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
in_is_high[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
in_is_low[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
end else if (ena && do_sample) begin
|
||||||
|
|
||||||
|
// making decisions for outputs
|
||||||
|
for (integer i = 0; i < WIDTH; i++) begin
|
||||||
|
case ( {in_is_high[i],in_is_low[i]} )
|
||||||
|
2'b01: out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
2'b10: out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
if (TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end else if (TREAT_UNSTABLE_AS_LOW) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
|
||||||
|
// resetting flags to initialize new sample window
|
||||||
|
in_is_high[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
in_is_low[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
|
||||||
|
// collecting data
|
||||||
|
for (integer i = 0; i < WIDTH; i++) begin
|
||||||
|
if ( in[i] ) begin
|
||||||
|
in_is_high[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
in_is_low[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
|
||||||
|
end // if
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
127
debounce_v2.v
Normal file
127
debounce_v2.v
Normal file
@ -0,0 +1,127 @@
|
|||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// debounce_v2.v
|
||||||
|
// published as part of https://github.com/pConst/basic_verilog
|
||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
// INFO ------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// Button debounce v2
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - sampling inputs using configurable divided clock (ithis is the
|
||||||
|
// simplest form of low-pass filter)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - in contrast with debounce_v1.v this implementation is switching output only
|
||||||
|
// when input had stable level IN ALL CLOCK CYCLES within the sample window
|
||||||
|
// (this gives some form of hysteresis in case we sample unstable data)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v2 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 4 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 16 )
|
||||||
|
) DB1 (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( 1'b1 ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( btn[3:0] ),
|
||||||
|
.out( btn_db[3:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
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||||||
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||||||
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module debounce_v2 #( parameter
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||||||
|
WIDTH = 1,
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||||||
|
SAMPLING_FACTOR = 16, // 0 - sampling every clk
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||||||
|
// 1 - sampling on clk/2
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||||||
|
// 2 - sampling on clk/4 etc....
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||||||
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||||||
|
// only one or none should be enabled
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||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH = 0,
|
||||||
|
TREAT_UNSTABLE_AS_LOW = 0
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input nrst,
|
||||||
|
input ena,
|
||||||
|
|
||||||
|
input [WIDTH-1:0] in,
|
||||||
|
output reg [WIDTH-1:0] out
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||||||
|
);
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||||||
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||||||
|
|
||||||
|
localparam SAMPLING_RANGE = 32;
|
||||||
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||||||
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||||||
|
wire [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk;
|
||||||
|
clk_divider #(
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||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.nrst( nrst ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
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||||||
|
|
||||||
|
wire [SAMPLING_RANGE-1:0] s_clk_rise;
|
||||||
|
edge_detect #(
|
||||||
|
.WIDTH( SAMPLING_RANGE )
|
||||||
|
) clk_div_ed (
|
||||||
|
.clk( clk ),
|
||||||
|
.anrst( nrst ),
|
||||||
|
.in( s_clk[SAMPLING_RANGE-1:0] ),
|
||||||
|
.rising( s_clk_rise[SAMPLING_RANGE-1:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire do_sample;
|
||||||
|
assign do_sample = s_clk_rise[SAMPLING_FACTOR];
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [WIDTH-1:0] in_is_high = 0;
|
||||||
|
reg [WIDTH-1:0] in_is_low = 0;
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||||||
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|
integer i;
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||||||
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always @(posedge clk) begin
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||||||
|
if (~nrst) begin
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||||||
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out[WIDTH-1:0] <= 0;
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||||||
|
|
||||||
|
in_is_high[WIDTH-1:0] <= 0;
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||||||
|
in_is_low[WIDTH-1:0] <= 0;
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||||||
|
end else if (ena && do_sample) begin
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||||||
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||||||
|
// making decisions for outputs
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||||||
|
for (i = 0; i < WIDTH; i=i+1) begin
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||||||
|
case ( {in_is_high[i],in_is_low[i]} )
|
||||||
|
2'b01: out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
2'b10: out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
if (TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end else if (TREAT_UNSTABLE_AS_LOW) begin
|
||||||
|
out[i] <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
|
||||||
|
// resetting flags to initialize new sample window
|
||||||
|
in_is_high[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
in_is_low[WIDTH-1:0] <= 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
|
||||||
|
// collecting data
|
||||||
|
for (i = 0; i < WIDTH; i=i+1) begin
|
||||||
|
if ( in[i] ) begin
|
||||||
|
in_is_high[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
in_is_low[i] <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
|
||||||
|
end // if
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
220
debounce_v2_tb.sv
Normal file
220
debounce_v2_tb.sv
Normal file
@ -0,0 +1,220 @@
|
|||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// debounce_v2_tb_tb.sv
|
||||||
|
// published as part of https://github.com/pConst/basic_verilog
|
||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
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||||||
|
// INFO ------------------------------------------------------------------------
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|
// debounce_v2 testbench
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||||||
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|
// use this define to make some things differently in simulation
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|
`define SIMULATION yes
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||||||
|
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|
`timescale 1ns / 1ps
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||||||
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|
module debounce_v2_tb();
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||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
// Print out time markers in nanoseconds
|
||||||
|
// Example: $display("[T=%0t] start=%d", $realtime, start);
|
||||||
|
$timeformat(-9, 3, " ns");
|
||||||
|
|
||||||
|
// seed value setting is intentionally manual to achieve repeatability between sim runs
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||||||
|
$urandom( 1 ); // SEED value
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||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic clk200;
|
||||||
|
sim_clk_gen #(
|
||||||
|
.FREQ( 200_000_000 ), // in Hz
|
||||||
|
.PHASE( 0 ), // in degrees
|
||||||
|
.DUTY( 50 ), // in percentage
|
||||||
|
.DISTORT( 10 ) // in picoseconds
|
||||||
|
) clk200_gen (
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.clkd( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic nrst_once;
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] clk200_div;
|
||||||
|
clk_divider #(
|
||||||
|
.WIDTH( 32 )
|
||||||
|
) cd1 (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( clk200_div[31:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] clk200_div_rise;
|
||||||
|
edge_detect ed1[31:0] (
|
||||||
|
.clk( {32{clk200}} ),
|
||||||
|
.anrst( {32{nrst_once}} ),
|
||||||
|
.in( clk200_div[31:0] ),
|
||||||
|
.rising( clk200_div_rise[31:0] ),
|
||||||
|
.falling( ),
|
||||||
|
.both( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// external device "asynchronous" clock
|
||||||
|
logic clk33;
|
||||||
|
logic clk33d;
|
||||||
|
sim_clk_gen #(
|
||||||
|
.FREQ( 200_000_000 ), // in Hz
|
||||||
|
.PHASE( 0 ), // in degrees
|
||||||
|
.DUTY( 50 ), // in percentage
|
||||||
|
.DISTORT( 1000 ) // in picoseconds
|
||||||
|
) clk33_gen (
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.clk( clk33 ),
|
||||||
|
.clkd( clk33d )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
logic rst;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
rst = 1'b0; // initialization
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
|
||||||
|
forever begin
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200); // synchronous rise
|
||||||
|
rst = 1'b1;
|
||||||
|
//$urandom( 1 ); // uncomment to get the same random pattern EVERY nrst
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat( 2 ) @(posedge clk200); // synchronous fall, controls rst pulse width
|
||||||
|
rst = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat( 100 ) @(posedge clk200); // controls test body width
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
logic nrst;
|
||||||
|
assign nrst = ~rst;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
logic rst_once;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
rst_once = 1'b0; // initialization
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200); // synchronous rise
|
||||||
|
rst_once = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
repeat( 2 ) @(posedge clk200); // synchronous fall, controls rst_once pulse width
|
||||||
|
rst_once = 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
//logic nrst_once; // declared before
|
||||||
|
assign nrst_once = ~rst_once;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// random pattern generation
|
||||||
|
logic [31:0] rnd_data;
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk200) begin
|
||||||
|
rnd_data[31:0] <= $urandom;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
initial forever begin
|
||||||
|
@(posedge nrst);
|
||||||
|
$display("[T=%0t] rnd_data[]=%h", $realtime, rnd_data[31:0]);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// helper start strobe appears unpredictable up to 20 clocks after nrst
|
||||||
|
logic start;
|
||||||
|
initial forever begin
|
||||||
|
start = 1'b0; // initialization
|
||||||
|
|
||||||
|
@(posedge nrst); // synchronous rise after EVERY nrst
|
||||||
|
repeat( $urandom_range(0, 20) ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
start = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
@(posedge clk200); // synchronous fall exactly 1 clock after rise
|
||||||
|
start = 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
// #10000 $stop;
|
||||||
|
// #10000 $finish;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// sweeping pulses
|
||||||
|
logic sp = 1'b1;
|
||||||
|
logic [4:0] sp_duty_cycle = 8'd0;
|
||||||
|
initial forever begin
|
||||||
|
if( sp_duty_cycle[4:0] == 0 ) begin
|
||||||
|
sp = 1'b1;
|
||||||
|
repeat( 10 ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
sp = 1'b0;
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
sp = 1'b1;
|
||||||
|
repeat( 1 ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
sp = 1'b0;
|
||||||
|
repeat( sp_duty_cycle ) @(posedge clk200);
|
||||||
|
sp_duty_cycle[4:0] = sp_duty_cycle[4:0] + 1'b1; // overflow is expected here
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Module under test ===========================================================
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [15:0] seq_cntr = '0;
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] id = '0;
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk200) begin
|
||||||
|
if( ~nrst_once ) begin
|
||||||
|
seq_cntr[15:0] <= '0;
|
||||||
|
id[31:0] <= '0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
// incrementing sequence counter
|
||||||
|
if( seq_cntr[15:0]!= '1 ) begin
|
||||||
|
seq_cntr[15:0] <= seq_cntr[15:0] + 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if( seq_cntr[15:0]<300 ) begin
|
||||||
|
id[31:0] <= '1;
|
||||||
|
//id[31:0] <= {4{rnd_data[15:0]}};
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
id[31:0] <= '0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v2 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 8 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 2 )
|
||||||
|
) M (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( rnd_data[7:0] ),
|
||||||
|
.out( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v2 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 8 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 2 ),
|
||||||
|
.TREAT_UNSTABLE_AS_HIGH( 1 )
|
||||||
|
) MH (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( rnd_data[7:0] ),
|
||||||
|
.out( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
debounce_v2 #(
|
||||||
|
.WIDTH( 8 ),
|
||||||
|
.SAMPLING_FACTOR( 2 ),
|
||||||
|
.TREAT_UNSTABLE_AS_LOW( 1 )
|
||||||
|
) ML (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.in( rnd_data[7:0] ),
|
||||||
|
.out( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
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