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这段VHDL代码描述了一个SRAM控制器的行为模型。SRAM是静态随机存取存储器,用于临时存储数据。控制器通过管理地址总线、数据总线以及控制信号来实现对SRAM的读写操作。主要控制信号包括片选信号RAM1_EN、读使能信号RAM1_OE和写使能信号RAM1_WE。代码中使用了两个状态机:一个控制整体读写模式,另一个控制具体的读或写操作步骤。
SRAM控制器使用两个状态机来管理读写操作。第一个是控制状态机,包含三个状态:N表示无操作或复位状态,W表示写操作状态,R表示读操作状态。控制状态机通过ctrl_r信号的上升沿在这三个状态之间切换。第二个是操作状态机,用于控制具体的读写步骤,包含五个状态:waiting表示等待操作,prepare表示准备地址和数据,start表示开始读写操作,achieve表示完成读写操作,over表示结束当前操作。这两个状态机协同工作,确保SRAM的读写时序正确。
SRAM写操作时序分为五个阶段。首先是waiting阶段,等待写操作开始。然后是prepare阶段,此时设置地址和数据,同时将片选信号RAM1_EN拉低使能SRAM,将输出使能信号RAM1_OE和写使能信号RAM1_WE拉高禁止读写。接下来是start阶段,此时将写使能信号RAM1_WE拉低,开始向SRAM写入数据。然后是achieve阶段,完成数据写入。最后是over阶段,地址加1,准备下一次写入操作。整个写操作时序确保了数据和地址的稳定性,以及控制信号的正确时序,从而实现对SRAM的可靠写入。
SRAM读操作时序也分为五个阶段。首先是waiting阶段,等待读操作开始。然后是prepare阶段,此时设置读取地址,将片选信号RAM1_EN拉低使能SRAM,将输出使能信号RAM1_OE和写使能信号RAM1_WE拉高禁止读写,同时将数据线设置为高阻态,准备接收SRAM输出的数据。接下来是start阶段,此时将输出使能信号RAM1_OE拉低,开始从SRAM读取数据。然后是achieve阶段,此时数据已经稳定,可以获取数据总线上的值。最后是over阶段,地址加1,准备下一次读取操作。整个读操作时序确保了地址的稳定性,以及控制信号的正确时序,从而实现对SRAM的可靠读取。
总结一下,这段VHDL代码实现了一个完整的SRAM控制器。它通过两个状态机协同工作,控制状态机负责在无操作、写操作和读操作三种模式之间切换,操作状态机则负责管理具体的读写时序步骤。写操作通过控制RAM1_WE信号实现数据写入,读操作通过控制RAM1_OE信号实现数据读取,而片选信号RAM1_EN则确保只有目标SRAM被访问。整个状态机设计确保了读写操作的正确时序和可靠性。这种设计方法在FPGA和ASIC中非常常见,可以有效地控制外部存储器,实现数据的可靠存取。