基于SPI协议的SPI-FLASH(M25P16V/W25Q16JV)控制器-全擦除
2024-05-12 00:58:56
本文基于【野火】FPGA开发板视频教程及资料，首先对野火公司表示衷心感谢，我认为原波形图有进一步便于理解和整齐的画法，代码也有可以精简的地方，在这里分享给大家，代码通过Modelsim行为级验证。
目录
波形图
代码
行为级仿真
波形图
代码
`timescale 1ns/1ns// Author : NSSC_小天
// Create Date : 2022/11/20
// Module Name : flash_be_ctrl
// Project Name : spi_flash_be
// Target Devices: 黑金 AX309
// Tool Versions : ISE 14.7
// Description : flash全擦除模块
// Revision : V1.0module flash_be_ctrl
(input wire sys_clk , //系统时钟，频率50MHzinput wire sys_rst_n , //复位信号,低电平有效input wire key , //按键输入信号output reg cs_n , //片选信号output reg sck , //串行时钟output reg mosi //主输出从输入数据
);//********************************************************************//
//****************** Parameter and Internal Signal *******************//
//********************************************************************////parameter define
parameter IDLE = 4'b0001 , //初始状态WR_EN = 4'b0010 , //写状态DELAY = 4'b0100 , //等待状态BE = 4'b1000 ; //全擦除状态
parameter WR_EN_INST = 8'b0000_0110, //写使能指令BE_INST = 8'b1100_0111; //全擦除指令//reg define
reg [4:0] cnt_clk ; //系统时钟计数器
reg [3:0] state ; //状态机状态
reg [2:0] cnt_byte; //字节计数器
reg [1:0] cnt_sck ; //串行时钟计数器
reg [2:0] cnt_bit ; //比特计数器//********************************************************************//
//***************************** Main Code ****************************//
//********************************************************************////cnt_clk:系统时钟计数器-640ns，即作为单个byte的发送周期，也作为t_SLCH，t_CHSH，t_SLCH的等待时间
//2的5次方=32，计数0-31，自动溢出
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_clk <= 5'd0;else if(state != IDLE)cnt_clk <= cnt_clk + 1'b1; //cnt_byte:记录输出字节个数和等待时间
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_byte <= 3'd0;else if((cnt_clk == 5'd31) && (cnt_byte == 3'd6))cnt_byte <= 3'd0;else if(cnt_clk == 31)cnt_byte <= cnt_byte + 1'b1;//cnt_sck:串行时钟计数器，用以生成串行时钟，4分频，12.5Mhz
//2的2次方=4，计数0-3，自动溢出
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_sck <= 2'd0;else if(cnt_byte == 3'b1)cnt_sck <= cnt_sck + 1'b1;else if(cnt_byte == 3'd5)cnt_sck <= cnt_sck + 1'b1; //cnt_bit:控制mosi输出指令的哪一位
//2的3次方=8，计数0-7，自动溢出
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt_bit <= 3'd0;else if(cnt_sck == 2'd1)cnt_bit <= cnt_bit + 1'b1;//sck:输出串行时钟
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)sck <= 1'b0;else if(cnt_sck == 2'd3)sck <= 1'b0;else if(cnt_sck == 2'd1)sck <= 1'b1;//cs_n:片选信号
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cs_n <= 1'b1;else if(key == 1'b1)cs_n <= 1'b0;else if((cnt_byte == 3'd2) && (cnt_clk == 5'd31))cs_n <= 1'b1;else if((cnt_byte == 3'd3) && (cnt_clk == 5'd31))cs_n <= 1'b0;else if((cnt_byte == 3'd6) && (cnt_clk == 5'd31))cs_n <= 1'b1;//state:两段式状态机第一段，状态跳转
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)state <= IDLE;elsecase(state)IDLE: if(key == 1'b1)state <= WR_EN;WR_EN: if((cnt_byte == 3'd2) && (cnt_clk == 5'd31))state <= DELAY;DELAY: if((cnt_byte == 3'd3) && (cnt_clk == 5'd31))state <= BE;BE: if((cnt_byte == 3'd6) && (cnt_clk == 5'd31))state <= IDLE;default:state <= IDLE;endcase//mosi:两段式状态机第二段，逻辑输出
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)mosi <= 1'b0;else if((cnt_byte == 3'd0) && (cnt_clk == 5'd31))mosi <= WR_EN_INST[7]; //写使能指令[7]else if((cnt_byte == 3'd1) && (cnt_sck == 2'd3) && (cnt_clk != 5'd31))mosi <= WR_EN_INST[7 - cnt_bit]; //写使能指令[6-0]else if((cnt_byte == 3'd1) && (cnt_clk == 5'd31))mosi <= 1'b0;else if((cnt_byte == 3'd4) && (cnt_clk == 5'd31))mosi <= BE_INST[7]; //全擦除指令[7]else if((cnt_byte == 3'd5) && (cnt_sck == 2'd3) && (cnt_clk != 5'd31))mosi <= BE_INST[7 - cnt_bit]; //全擦除指令[6-0]else if((cnt_byte == 3'd5) && (cnt_clk == 5'd31))mosi <= 1'b0;
endmodule
行为级仿真波形
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