请大家一起来分析一下这个Verilog轮转优先级仲裁器的代码

WEJackia

原文地址：http://www.asic-world.com/examples/verilog/arbiter.html

1. //----------------------------------------------------
   
2. // A four level, round-robin arbiter. This was
   
3. // orginally coded by WD Peterson in Vhdl.
   
4. //----------------------------------------------------
   
5. module arbiter (
   
6.   clk,   
   
7.   rst,   
   
8.   req3,   
   
9.   req2,   
   
10.   req1,   
    
11.   req0,   
    
12.   gnt3,   
    
13.   gnt2,   
    
14.   gnt1,   
    
15.   gnt0   
    
16. );
    
17. // --------------Port Declaration-----------------------
    
18. input           clk;   
    
19. input           rst;   
    
20. input           req3;   
    
21. input           req2;   
    
22. input           req1;   
    
23. input           req0;   
    
24. output          gnt3;   
    
25. output          gnt2;   
    
26. output          gnt1;   
    
27. output          gnt0;   
    
28. 
    
29. //--------------Internal Registers----------------------
    
30. wire    [1:0]   gnt       ;   
    
31. wire            comreq    ;
    
32. wire            beg       ;
    
33. wire   [1:0]    lgnt      ;
    
34. wire            lcomreq   ;
    
35. reg             lgnt0     ;
    
36. reg             lgnt1     ;
    
37. reg             lgnt2     ;
    
38. reg             lgnt3     ;
    
39. reg             lasmask   ;
    
40. reg             lmask0    ;
    
41. reg             lmask1    ;
    
42. reg             ledge     ;
    
43. 
    
44. //--------------Code Starts Here-----------------------
    
45. always @ (posedge clk)
    
46. if (rst) begin
    
47.   lgnt0 <= 0;
    
48.   lgnt1 <= 0;
    
49.   lgnt2 <= 0;
    
50.   lgnt3 <= 0;
    
51. end else begin                                    
    
52.   lgnt0 <=(~lcomreq & ~lmask1 & ~lmask0 & ~req3 & ~req2 & ~req1 & req0)
    
53.         | (~lcomreq & ~lmask1 &  lmask0 & ~req3 & ~req2 &  req0)
    
54.         | (~lcomreq &  lmask1 & ~lmask0 & ~req3 &  req0)
    
55.         | (~lcomreq &  lmask1 &  lmask0 & req0  )
    
56.         | ( lcomreq & lgnt0 );
    
57.   lgnt1 <=(~lcomreq & ~lmask1 & ~lmask0 &  req1)
    
58.         | (~lcomreq & ~lmask1 &  lmask0 & ~req3 & ~req2 &  req1 & ~req0)
    
59.         | (~lcomreq &  lmask1 & ~lmask0 & ~req3 &  req1 & ~req0)
    
60.         | (~lcomreq &  lmask1 &  lmask0 &  req1 & ~req0)
    
61.         | ( lcomreq &  lgnt1);
    
62.   lgnt2 <=(~lcomreq & ~lmask1 & ~lmask0 &  req2  & ~req1)
    
63.         | (~lcomreq & ~lmask1 &  lmask0 &  req2)
    
64.         | (~lcomreq &  lmask1 & ~lmask0 & ~req3 &  req2  & ~req1 & ~req0)
    
65.         | (~lcomreq &  lmask1 &  lmask0 &  req2 & ~req1 & ~req0)
    
66.         | ( lcomreq &  lgnt2);
    
67.   lgnt3 <=(~lcomreq & ~lmask1 & ~lmask0 & req3  & ~req2 & ~req1)
    
68.         | (~lcomreq & ~lmask1 &  lmask0 & req3  & ~req2)
    
69.         | (~lcomreq &  lmask1 & ~lmask0 & req3)
    
70.         | (~lcomreq &  lmask1 &  lmask0 & req3  & ~req2 & ~req1 & ~req0)
    
71.         | ( lcomreq & lgnt3);
    
72. end
    
73. 
    
74. //----------------------------------------------------
    
75. // lasmask state machine.
    
76. //----------------------------------------------------
    
77. assign beg = (req3 | req2 | req1 | req0) & ~lcomreq;
    
78. always @ (posedge clk)
    
79. begin                                    
    
80.   lasmask <= (beg & ~ledge & ~lasmask);
    
81.   ledge   <= (beg & ~ledge &  lasmask)
    
82.           |  (beg &  ledge & ~lasmask);
    
83. end
    
84. 
    
85. //----------------------------------------------------
    
86. // comreq logic.
    
87. //----------------------------------------------------
    
88. assign lcomreq = ( req3 & lgnt3 )
    
89.                 | ( req2 & lgnt2 )
    
90.                 | ( req1 & lgnt1 )
    
91.                 | ( req0 & lgnt0 );
    
92. 
    
93. //----------------------------------------------------
    
94. // Encoder logic.
    
95. //----------------------------------------------------
    
96. assign  lgnt =  {(lgnt3 | lgnt2),(lgnt3 | lgnt1)};
    
97. 
    
98. //----------------------------------------------------
    
99. // lmask register.
    
100. //----------------------------------------------------
     
101. always @ (posedge clk )
     
102. if( rst ) begin
     
103.   lmask1 <= 0;
     
104.   lmask0 <= 0;
     
105. end else if(lasmask) begin
     
106.   lmask1 <= lgnt[1];
     
107.   lmask0 <= lgnt[0];
     
108. end else begin
     
109.   lmask1 <= lmask1;
     
110.   lmask0 <= lmask0;
     
111. end
     
112. 
     
113. assign comreq = lcomreq;
     
114. assign gnt    = lgnt;
     
115. //----------------------------------------------------
     
116. // Drive the outputs
     
117. //----------------------------------------------------
     
118. assign gnt3   = lgnt3;
     
119. assign gnt2   = lgnt2;
     
120. assign gnt1   = lgnt1;
     
121. assign gnt0   = lgnt0;
     
122. 
     
123. endmodule
     

复制代码

这里面这些lmask、lcomreq、lgnt还有ledge都有什么目的？希望能有人来解答，多谢！

WEJackia

咋没人讨论呢。。。。

syqkjz

粗略看了下，一知半解吧- -
lmast0和lmast1用来表示当前4个设备的优先级高低。比如当两者都为1时，设备0的优先级最高。
lcomreq表示当前总线是否被占用。
lgnt0为1时表示总线被设备1占用，以此类推。
至于ledge可能是主要配合lasmast，lasmast为一个脉冲信号，在它为高的cycle重新计算优先级。
不一定完全正确，希望对你的理解有点帮助....

WEJackia

回复 3# syqkjz

恩，非常感谢你的回复，在您的解答下，我能够理解这个代码中的大部分了。可是还有几点不是很明白，希望能继续和你探讨：1、有个位宽为2位的wire型变量lgnt，

1. //----------------------------------------------------// Encoder logic.
   
2. //----------------------------------------------------
   
3. assign  lgnt =  {(lgnt3 | lgnt2),(lgnt3 | lgnt1)};
   

复制代码

这个持续赋值语句不是很明白它的意思。
2、关于lasmask，

1. //----------------------------------------------------
   
2. // lasmask state machine.
   
3. //----------------------------------------------------
   
4. assign beg = (req3 | req2 | req1 | req0) & ~lcomreq;
   
5. always @ (posedge clk)
   
6. begin                                    
   
7.   lasmask <= (beg & ~ledge & ~lasmask);
   
8.   ledge   <= (beg & ~ledge &  lasmask)
   
9.           |  (beg &  ledge & ~lasmask);
   
10. end
    

复制代码

这个状态机没怎么看懂呀，beg在有请求且总线没有被占用的时候为1，可是那个lasmask和ledge都是嵌套定义的，这个怎么理解？

chen.terry

仿真验证一把吧，给激励。。。你就完全清楚了

WEJackia

回复 5# chen.terry


   原文地址里有testbench，我也仿真了，但还是不太明白。。

hjj85706

大神，求教如何仿真的？老是很多错误啊，这课程设计压根搜不到！求帮助

zqq624723237

这段代码还是看不懂，有大佬能解释下吗？

vsop

谢谢分享~~~