用移位寄存器实现边沿检测的技巧
本文记录一下关于用移位寄存器实现边沿检测的技巧。要学会硬件思维式的“模块式”读写代码，那么请多看别人的代码，并用ise或者vivado综合出来看看。
边沿检测
边沿检测，顾名思义，就是检查信号的边沿，当信号的上升沿或者下降沿到来时，获取一个脉冲信号，时序图如下所示：
上图的检测信号同时输出上升沿检测和下降沿检测。那么这个波形怎么来的呢，我们来看看下面几组波形：
可以发现：
原始信号与延迟一拍的信号 d0 的反向信号相与，就是上升沿脉冲；
而原始信号取反，然后与延迟一拍信号d0相与就是下降沿脉冲。
如果担心采样不稳定，可以利用延迟两拍的 d1 信号进行相 与。如果担心不定态，还可以将脉冲信号进行锁存。
多级触发器的代码如下所示：
module dff_n #(parameter n=1)(
2 input clk,
3 input reset,
4 input [n-1:0] d,
5 output [n-1:0] d_rising_edge, //上升沿检测
6 output [n-1:0] d_falling_edge //下降沿检测
7 );
8 reg [n-1:0]d0;
9 reg [n-1:0]d1;
10 reg [n-1:0]q;
11 always@(posedge clk or negedge reset)
12 if(!reset)begin
13 d0 <= 0;
14 d1 <= 0;
15 q <= 0;
16 end else begin
17 d0 <= d;
18 d1 <= d0;
19 q <= d1;
20 end
21
22 assign d_rising_edge = ~d0 & d; //关键
23 assign d_falling_edge= d0 & ~d; //关键
24 endmodule
综合得到的电路如下所示：
这个电路把代码中的q触发器优化掉了。两个输出信号d_rising_edge 、d_falling_edge分别输出上升沿检测信号脉冲和下降沿检测信号脉冲。
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边沿检测，顾名思义，就是检查信号的边沿，当信号的上升沿或者下降沿到来时，获取一个脉冲信号，时序图如下所示：
上图的检测信号同时输出上升沿检测和下降沿检测。那么这个波形怎么来的呢，我们来看看下面几组波形：
可以发现：
原始信号与延迟一拍的信号 d0 的反向信号相与，就是上升沿脉冲；
而原始信号取反，然后与延迟一拍信号d0相与就是下降沿脉冲。
如果担心采样不稳定，可以利用延迟两拍的 d1 信号进行相 与。如果担心不定态，还可以将脉冲信号进行锁存。
多级触发器的代码如下所示：
module dff_n #(parameter n=1)(
2 input clk,
3 input reset,
4 input [n-1:0] d,
5 output [n-1:0] d_rising_edge, //上升沿检测
6 output [n-1:0] d_falling_edge //下降沿检测
7 );
8 reg [n-1:0]d0;
9 reg [n-1:0]d1;
10 reg [n-1:0]q;
11 always@(posedge clk or negedge reset)
12 if(!reset)begin
13 d0 <= 0;
14 d1 <= 0;
15 q <= 0;
16 end else begin
17 d0 <= d;
18 d1 <= d0;
19 q <= d1;
20 end
21
22 assign d_rising_edge = ~d0 & d; //关键
23 assign d_falling_edge= d0 & ~d; //关键
24 endmodule
综合得到的电路如下所示：
这个电路把代码中的q触发器优化掉了。两个输出信号d_rising_edge 、d_falling_edge分别输出上升沿检测信号脉冲和下降沿检测信号脉冲。
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