双向端口应用实例
双向端口简介
三态缓冲器也称三态门，其典型应用是双向端口，常用于双向数据总线的构建。在数字电路中，逻辑输出有两个正常态：低电平状态（逻辑0）和高电平状态（逻辑1），此外，电路还有不属于0和1的高阻态（逻辑z）。所谓高阻，即输出端属于浮空状态，只有很小的漏电流流动，其电平随外部电平的高低而定，门电平放弃对输出电路的控制。或者可以理解为输出和电路是断开的。
在应用代码中，verilog hdl程序模块首先进行端口（input：输入端口；output：输出端口；inout：输入/输出端口）定义，然后是逻辑功能的描述。在verilog hdl中，output端口信号可以被定义为reg类型，并在always块中赋值使用，而inout端口不能被定义为reg类型，不能再always块中直接赋值使用，这一点与vhdl中的双向端口使用方法不同。
由于fpga需要与外部存储器或cpu进行频繁的数据交换，以及引脚资源有限，使用双向端口设计可以成倍的节省数据引脚线。在设计中需要注意两点：其一，要用三态门的控制来处理实现双向端口；其二，要分别指定双向端口作为输入、输出端口时，对外部对象的数据操作。
2. 双向端口应用实例
1. 双向端口的verilog hdl描述
如果输入输出端口都是16位，那么总共需要32根数据线，使用双向端口，只需要16根数据线。实例：
模块示意图：
dinout为双向端口，即可作为输入端口，又可作为输出端口；
当 z = 0 时，三态门选通，从模块module_other_1 输出的数据 data 的流动方向为 i ---> i/o ，i/o 作为系统（module_top）的输出端口；（对于模块module_dinout，i 的类型是input，i/o的类型声明为inout，此时作为输出端口）
当 z = 1 时，三态门关闭，数据 data 的流动方向为 o <--- i/o ，data输入到模块module_other_2 中，供其使用，i/o 作为系统（module_top）的输入端口；（对于模块module_dinout，o 的类型是output，i/o的类型声明为inout，此时作为输入端口）
2. 双向端口的仿真
编写测试模块时，对于inout类型的端口，需要定义成wire类型，而其他输入端口定义为reg类型。此外，对于双向端口本身，仿真输出端口和输入端口的语法是不同的。
输出端口仿真
当作为输出端口时，不需要对其进行初始化，只要开通三态门即可。
输入端口仿真
当作为输入端口时，需要对其进行初始化赋值并关闭三态门。而如果直接把它跟一般的输入口一样直接初始化赋值，则会出错，因为它的定义是wire类型而不是reg类型。这里需要用到force命令。
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三态缓冲器也称三态门，其典型应用是双向端口，常用于双向数据总线的构建。在数字电路中，逻辑输出有两个正常态：低电平状态（逻辑0）和高电平状态（逻辑1），此外，电路还有不属于0和1的高阻态（逻辑z）。所谓高阻，即输出端属于浮空状态，只有很小的漏电流流动，其电平随外部电平的高低而定，门电平放弃对输出电路的控制。或者可以理解为输出和电路是断开的。
在应用代码中，verilog hdl程序模块首先进行端口（input：输入端口；output：输出端口；inout：输入/输出端口）定义，然后是逻辑功能的描述。在verilog hdl中，output端口信号可以被定义为reg类型，并在always块中赋值使用，而inout端口不能被定义为reg类型，不能再always块中直接赋值使用，这一点与vhdl中的双向端口使用方法不同。
由于fpga需要与外部存储器或cpu进行频繁的数据交换，以及引脚资源有限，使用双向端口设计可以成倍的节省数据引脚线。在设计中需要注意两点：其一，要用三态门的控制来处理实现双向端口；其二，要分别指定双向端口作为输入、输出端口时，对外部对象的数据操作。
2. 双向端口应用实例
1. 双向端口的verilog hdl描述
如果输入输出端口都是16位，那么总共需要32根数据线，使用双向端口，只需要16根数据线。实例：
模块示意图：
dinout为双向端口，即可作为输入端口，又可作为输出端口；
当 z = 0 时，三态门选通，从模块module_other_1 输出的数据 data 的流动方向为 i ---> i/o ，i/o 作为系统（module_top）的输出端口；（对于模块module_dinout，i 的类型是input，i/o的类型声明为inout，此时作为输出端口）
当 z = 1 时，三态门关闭，数据 data 的流动方向为 o <--- i/o ，data输入到模块module_other_2 中，供其使用，i/o 作为系统（module_top）的输入端口；（对于模块module_dinout，o 的类型是output，i/o的类型声明为inout，此时作为输入端口）
2. 双向端口的仿真
编写测试模块时，对于inout类型的端口，需要定义成wire类型，而其他输入端口定义为reg类型。此外，对于双向端口本身，仿真输出端口和输入端口的语法是不同的。
输出端口仿真
当作为输出端口时，不需要对其进行初始化，只要开通三态门即可。
输入端口仿真
当作为输入端口时，需要对其进行初始化赋值并关闭三态门。而如果直接把它跟一般的输入口一样直接初始化赋值，则会出错，因为它的定义是wire类型而不是reg类型。这里需要用到force命令。
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