HDLBits (98) — 双边触发器
本题链接:
https://hdlbits.01xz.net/wiki/Dualedge
现在我们已经熟悉了触发器,它们会在时钟的上升沿或时钟的下降沿被触发。而双边触发器会在时钟的上升沿和下降沿上触发。但是,FPGA中没有双边缘触发的触发器,并且always @(posedge clk or negedge clk)并不被认为是合法的敏感列表。
请构建一个功能类似于双边触发器的电路:

(注意: 这不一定是完全等价的: 触发器的输出没有报错,但是对于更大的仿真组合电路中执行此操作可能会报错。不过在这里我们可以忽略这些细节。)

题目
提示:
不能在FPGA中创建双边触发器。但是可以分别创建上升沿触发器和下降沿触发器。
这个问题是一个中等难度的电路设计问题,但只需要基本的Verilog语言功底就可以完成。(这是电路设计问题,不是编程问题。)在尝试编程之前,先手绘电路图可能会有所帮助。

答案

输出波形


过程结构语句有 2 种,initial 与 always 语句。它们是行为级建模的 2 种基本语句。
一个模块中可以包含多个 initial 和 always 语句,但 2 种语句不能嵌套使用。
这些语句在模块间并行执行,与其在模块的前后顺序没有关系。
但是 initial 语句或 always 语句内部可以理解为是顺序执行的(非阻塞赋值除外)。
每个 initial 语句或 always 语句都会产生一个独立的控制流,执行时间都是从 0 时刻开始。
always 语句是重复执行的。always 语句块从 0 时刻开始执行其中的行为语句;当执行完最后一条语句后,便再次执行语句块中的第一条语句,如此循环反复。
由于循环执行的特点,always 语句多用于仿真时钟的产生,信号行为的检测等。
在 Verilog 中,事件是指某一个 reg 或 wire 型变量发生了值的变化。
基于事件触发的时序控制又主要分为以下几种。
一般事件控制
事件控制用符号 @ 表示。
语句执行的条件是信号的值发生特定的变化。
关键字 posedge 指信号发生边沿正向跳变,negedge 指信号发生负向边沿跳变,未指明跳变方向时,则 2 种情况的边沿变化都会触发相关事件。例如:
命名事件控制
用户可以声明 event(事件)类型的变量,并触发该变量来识别该事件是否发生。命名事件用关键字 event 来声明,触发信号用 -> 表示。例如:
敏感列表
当多个信号或事件中任意一个发生变化都能够触发语句的执行时,Verilog 中使用"或"表达式来描述这种情况,用关键字 or 连接多个事件或信号。这些事件或信号组成的列表称为"敏感列表"。当然,or 也可以用逗号 , 来代替。例如:
当组合逻辑输入变量很多时,那么编写敏感列表会很繁琐。此时,更为简洁的写法是 @* 或 @(*),表示对语句块中的所有输入变量的变化都是敏感的。例如:
参考内容:
4.1 Verilog 过程结构 | 菜鸟教程:
https://www.runoob.com/w3cnote/verilog-process-structure.html
4.3 Verilog 时序控制 | 菜鸟教程:
https://www.runoob.com/w3cnote/verilog-timing-control.html