FPGA SD 卡之乒乓操作、同步fifo

2024-08-28 18:18:11

这里记录一个实际的需要使用乒乓操作的例子：读sd卡数据的时，在spi的模式下。发送单数据块的读取命令，在回应之后会有

512字节的数据。使用乒乓操作，可以用两个八位的寄存器，就可以完成连续的512字节读入fifo。但是如果操作不好的话就会出现位置不对的情况。

上图是读入fifo的数据。

上图是实际的数据。（起始地址为1000h）00h 01h，就是位置不对的地方。

上述结果的代码：

assign fifo_data_in = (i == 10'd7) ? data_read_1 : data_read_2;

分析代码可知：00. 01是不要的数据，但是确写入了fifo中。应该说猜了很久，都不知道。这也是我的弱点所在，不能猜，而要实在的仿真分析。在我仿真了fifo的波形后，才知道fifo的写入当前时刻的，上一时刻的值见仿真波形。还有就是我的猜测：fifo写入的值，如果不使能write_req_r信号，值就不会更新到实际的fifo的数据总线上。所以在实际的调试中不管我如何丢弃开始的数据，总是有一个不相关的数据存在。之所以是猜测，是因为我现在还没有证实。在仿真中可以明显的看到，就算没有使能write_req_r， fifo写入的数据也能更新。

从仿真的波形可以看出：在data_in=1才使能write_req_r，在data_in=2，fifo才写入1 。但是根据我的分析，应该要写入0。想想唯一不同只有这一句了：assign fifo_data_in = (i == 10'd7) ? data_read_1 : data_read_2;因为使用乒乓操作所以要做个选择。好的仿真看看。测试：如果 i 变化了且data_read_1和data_read_2有变化，但是write_req_r没有使能，观察fifo_data_in有没有变化即可。如果有变化证明我的猜测是错的。（没有仿真之前我不能确定，表明着我对verilog和数字电路的不理解，这也是我以后要加强的地方。）好吧下面是仿真的结果。

很显然：即使没有使能write_req_r，fifo_data_in也会变化在实际的仿真中我也使用了：

assign fifo_data_in = flag_write ? fifo_data_in_r : counter;。可知我的猜测是错误的。还是不能猜的。那它为什么会多些一个当前数据的前一个存在fifo_data_in的中数据。

分析中。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。有知道的，希望能留言。

呵呵，我还是想搞清楚到底是怎么回事。我使用了绝招，signaltap II 来看看在触发写，读的现场数据。

上图是：write_req_r下降沿触发是，但是的数据状态。明显的可以看到下降沿前后都是EB，因此可以确定肯定不是写的问题，这和前面的分析是一致的。（心里暗想，肯定是读的问题了。不然，我真的不知道怎么解决了）

上图是read_req_r下降沿触发时的数据。可以看到在使能的时候，data_out_r的值没有更新。虽然，现在还不知道原因，但是事实证明，问题就是出在这。（终于放心了。。。。）

现在来找找原因：（先使用modelsim仿真看看）

（嗯，和我开始的仿真是一样的）上图是modelsim的仿真图，可见不会读fifo_data[0]前的值，即输出是及时的更新的。奇怪了，怎么仿真和实际的情况不一样？我就去找，仿真和实际的不同点。

实际：data_tr_r <= fifo_data_out;

仿真：wire fifo_data_out;

于是我就将仿真改成和实际的，加一个非阻塞的赋值。看看会不会，读的时候不会及时的更新。（希望是啊，不然我有不知道要如何解释了。呵呵。。。）

哈哈，，，）可以，真的是，改成和实际的一样时，真的要落后一个时钟。

我想想这是什么问题，就是对于阻塞赋值和非阻塞赋值的不理解造成的。实际却又不是，那是不是不能解决，只能丢掉第一次读的？（不能想当然啊）

仔细分析（还是要靠这个）：

在fifo中的输出：data_out_r <= fifo_data[read_addr]; assign data_out = data_out_r;

在接收数据的时候：data_tr_r <= fifo_data_out; assign data_tr = data_tr_r;

可知，这可是存在两级的触发器的，所以开始要多打一拍，结束的时候要多打一拍。至此，问题可以说是分析好了。

呵呵，，，，，开心！

总结：

　　要学会仿真的分析问题，而不是盲目的测试（耗时间，耗精力，还不会提高！）。

要扎实，认真。不能想当然。

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