1.設計定義

　　設計一個以200ms亮，200ms暗交替閃爍的led燈，並且有一個復位按鈕可以停止工作。

2.設計輸入

　　2.1埠

　　　　以固定週期交替閃爍說明由時鐘控制，需要一個時鐘控制埠clk，要求復位按鈕，則需要一個復位埠reset，輸出為led燈，則有一個輸出埠led。

　　2.2變數

　　　　每個開發板的時鐘頻率是固定的，本次用的開發板時鐘週期為20ns。而led閃爍的週期為400ms，我們需要每200ms讓led改變一次狀態，這時便需要一個計數的變數counter，當counter達到（200ms/20ns）-1時讓led取反便可實現目標。注意，counter不屬於埠，故不寫在led模組裡面。且counter是個比較大的數，應該先計算一下位寬，這裡用程式設計師計算器輸入十進位制數，便可自動轉換為二進位制，得到位寬。

 1 module led_flash(　　　　//2輸入1輸出
 2     clk,
 3     reset,
 4     led    
 5 );
 6     input  clk;
 7     input  reset;
 8     output reg led;
 9    
10     reg [23:0]counter;　　　　　　//定義計數器，在module內，led外
11     
12     always@( posedge clk or negedge reset ) begin  //時序模擬，clk上升沿觸發，reset下降沿觸發。滿足任一條件就進入always執行
 

13         if(reset == 1'd1 )begin　　　　　　　　　　　　//復位端有效，計數置零
14             counter <= 0;
15             end
16         else if( counter == 9999999 ) begin　　　　 //計數到200ms，計數器置零
17             counter <= 0;
18             end
19         else
20             counter <= counter + 1'd1;  　　　　　　//計數
21     end
 
            
22 
23    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
24         if(reset == 1'd1 )begin　　　　　　　　　　　　//復位端有效，led熄滅
25             led <= 0;
26             end
27         else if( counter == 9999999 ) begin　　　　//led翻轉狀態
28             led <= !led;
29             end 
30     end                 
31 
32 
33 
34 endmodule

3.綜合

4.綜合後功能模擬

 1 `timescale 1ns/1ns
 2 
 3 module led_flash_tb();
 4 
 5     reg s_clk;
 6     reg s_reset;
 7     wire s_led;
 8     
 9     led_flash led_flash_sim(
10         .clk(s_clk),
11         .reset(s_reset),
12         .led(s_led)    
13     );
14     
15     initial s_clk = 1;　　　　　　　　 //模擬時鐘訊號
16     always #10 s_clk = !s_clk;　　　　//每10ns時鐘便翻轉一次，模擬開發板的時鐘
17    
18     initial begin
19     s_reset = 1;　　　　　　　　　　　　//模擬復位端有效，持續101ns
20     #101;
21     s_reset = 0;
22     #400000000;　　　　　　　　　　　//復位端無效，持續400ms
23     $stop;
24     end
25 
26 endmodule

 5.佈局佈線

6.時序模擬，效能分析

7.板級除錯，設定i/o口，std，pin，下載到板子上。

• 注意

1.在設計模組中，output reg xx可以，但input reg xx不可以。刪了reg，否則報錯。

2.一般只有埠放在你定義的模組部件裡，其他變數放在模組外，module內。如果變數不是簡單的0和1，則要定義它的位寬，用程式設計師計算器轉為2進位制即可快速寫出。

3.計算中+1最好寫出 + 1'd1（或其他進位制的1）比較規範。

4.有括號和賦值等語句，加個空格比較美觀。

5.時序電路最好用非阻塞賦值 <=。

6.模擬模擬時時鐘要翻轉很多次，不能再寫成之前的：

 s_a=0; s_b=0; s_sel=0;
#100;
 s_a=0; s_b=1; s_sel=0;
#100;
 s_a=1; s_b=0; s_sel=0;

要寫99999次不現實。因為只有兩個狀態在翻轉且週期固定，直接寫成：

initial s_clk = 1;　　　　　　　　 //模擬時鐘訊號
always #10 s_clk = !s_clk;　　　　//每10ns時鐘便翻轉一次，模擬開發板的時鐘

7.當一個判斷條件語句（或其他語句）接著有多個操作時，用begin和end括起來才不會報錯。

8.學習復位訊號的模擬

initial begin
s_reset = 1;　　　　　　　　　　　　//模擬復位端有效，持續101ns
 #101;
 s_reset = 0;
 #400000000;　　　　　　　　　　　//復位端無效，持續400ms
 $stop;

9.由於fpga是並行執行，而非按順序從上往下執行程式碼，故可以把多個操作分成幾個always進行，這樣有利於軟體綜合成較為簡單的電路，也方便我們修改程式碼。如下:

    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            counter <= 0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            counter <= 0;
            end
        else
            counter <= counter + 1'd1;  
    end            

   always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            led <= 0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            led <= !led;
            end 
    end                 

    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            counter <= 0;
　　　　　　  led<=0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            counter <= 0;
　　　　　　　led<=!led;
            end
        else
            counter <= counter + 1'd1;  
    end                            

兩者等價，但第一種更好。

10.看時序模擬的時候可以進行標記，create market，以便觀察時間間隔。