怎么樣提高verilog代碼編寫水平？

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今天給大俠帶來在FPAG技術(shù)交流群里平時討論的問題答疑合集（十二），以后還會多推出本系列，話不多說，上貨。

FPGA技術(shù)交流群目前已有十多個群，QQ和微信均覆蓋，有需要的大俠可以進群，一起交流學習，共同進步。

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交流問題（一）

Q：怎么樣提高verilog代碼編寫水平？Cpu 從事DFT工作。目前僅限于寫一些簡單模塊。自學的話如何提高verilog編寫水平？

A：以下是一些提高 Verilog 代碼編寫水平的自學方法：

1. 深入學習基礎知識：重新鞏固數(shù)字電路的基本概念，如邏輯門、組合邏輯、時序邏輯、狀態(tài)機等，這是編寫高質(zhì)量 Verilog 代碼的基石。

2. 閱讀優(yōu)秀代碼：在網(wǎng)上查找開源的、經(jīng)過驗證的高質(zhì)量 Verilog 代碼，學習他人的編程風格、代碼結(jié)構(gòu)和設計思路。

3. 實踐項目：嘗試自己設計和實現(xiàn)一些較為復雜的項目，如復雜的控制器、數(shù)據(jù)處理模塊等，通過實踐來積累經(jīng)驗。

4. 學習代碼規(guī)范：遵循良好的代碼規(guī)范，包括命名規(guī)范、縮進、注釋等，使代碼易于理解和維護。

5. 掌握綜合優(yōu)化技巧：了解如何編寫易于綜合的代碼，以提高資源利用率和性能。

6. 學習測試方法：掌握編寫測試激勵（Testbench）的技巧，對自己編寫的代碼進行充分的測試和驗證。

7. 參加在線課程和論壇：參與相關的在線課程、技術(shù)論壇和社區(qū)，與其他開發(fā)者交流和分享經(jīng)驗，解決遇到的問題。

8. 研究高級主題：如異步處理、跨時鐘域設計、低功耗設計等，提升自己的技術(shù)水平。

9. 定期回顧和總結(jié)：對自己編寫的代碼進行定期回顧，總結(jié)經(jīng)驗教訓，發(fā)現(xiàn)不足之處并加以改進。

持續(xù)的學習和實踐是提高 Verilog 代碼編寫水平的關鍵。

交流問題（二）

Q：信號的上升沿和下降沿為什么會有非常寬的頻譜？假如當一個信號發(fā)生突變，其上升沿包含了豐富的頻率成分，為什么呢？如何量化？而且這些不同頻率成分出現(xiàn)的時間是否有差異？比如先出現(xiàn)高頻再低頻或是怎樣？

A：信號的上升沿和下降沿包含豐富的頻率成分，這是由于信號的突變本質(zhì)所導致的。

從數(shù)學角度來看，一個突變的信號（如階躍信號）在時域上的急劇變化，其傅里葉變換在頻域上會對應一個寬的頻譜。

量化這種情況通常通過傅里葉分析來實現(xiàn)。可以對信號進行傅里葉變換，得到其頻譜分布，從而定量地了解不同頻率成分的能量或幅度大小。

關于不同頻率成分出現(xiàn)的時間，在理想情況下，它們是同時存在的。但在實際的物理系統(tǒng)中，由于信號傳播的特性、電路元件的影響等因素，可能會表現(xiàn)出一定的差異。但這種差異并非簡單的先高頻后低頻的順序，而是受到多種復雜因素的綜合影響。

例如，在高頻電路中，由于寄生電容和電感的存在，可能會使高頻成分的傳播和響應相對較慢。但這并不意味著高頻成分就一定在低頻成分之后出現(xiàn)，而是它們的相對傳播和響應特性會有所不同。

交流問題（三）

Q：請問FPGA將SPI信號從額外的IO引出從而解決的bug是怎么回事？

用FPGA實現(xiàn)和外圍器件的SPI通信，再將數(shù)據(jù)通過UART發(fā)送給上位機。bug現(xiàn)象是上位機收到的UART數(shù)據(jù)為全0，但是UART本身應該沒有問題，因為數(shù)據(jù)幀是完整的，只是其中從SPI通信獲得的數(shù)據(jù)是全0。于是將SPI通信的4個信號從額外的IO引出通過邏輯分析儀觀察SPI通信，其他代碼都沒動，此時UART又能收到正確的SPI數(shù)據(jù)了。

猜測是原來的代碼中出現(xiàn)了時序違例，將SPI信號引出后FPGA布線時優(yōu)化了時序？在時序約束中定義了系統(tǒng)時鐘和SPI時鐘，但是沒有定義input/output delay，是不是和這個有關呢？

A：這種情況可能是由多種因素導致的。

猜測的時序違例是很有可能的原因之一。在原來的設計中，盡管定義了系統(tǒng)時鐘和 SPI 時鐘，但未定義輸入/輸出延遲（input/output delay），這可能導致布線時無法準確考慮信號傳輸的延遲，從而引發(fā)時序問題。

當將 SPI 信號從額外的 IO 引出時，F(xiàn)PGA 的布線可能得到了優(yōu)化，從而改善了時序。新的布線可能減少了信號傳輸?shù)难舆t、降低了信號之間的干擾，或者更好地滿足了 SPI 通信的時序要求。

此外，也有可能是之前的代碼中存在一些潛在的競爭冒險或信號完整性問題，通過改變信號的引出方式，這些問題得到了緩解或消除。

要確切地確定問題的根源，還需要進一步對原代碼和布線后的情況進行詳細的時序分析和仿真驗證。