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时间:2020-04-06
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1、项目意义本次项目所包含知识:数字电路高级数字系统设计与验证集成电路设计的EDA技术SVA断言设计部分——功能描述顺序播放功能:将所有歌曲顺序播放一遍。单曲循环播放功能:对指定的歌曲进行循环播放。循环播放功能:所有歌曲顺序循环播放。随机播放功能:随机选择歌曲进行播放。快进功能:对音乐进行快速播放。暂停功能:对播放中音乐进行暂停。歌曲选择功能:选择播放哪首音乐。回放功能:可以对歌曲进行上一句或上一首的回放。(带记忆功能)快倒功能:可以对歌曲进行向后倒一段时间在播放。I/O端口优化:最少端口实现以上功能。歌曲自动加载刷新功能:(
2、暂未实现)。顶层模块——信号描述信号I/O宽度功能描述rstI1全局异步复位信号(高电平有效)clk2mhzI12MHz时钟信号fastI1快速播放信号输入端(高电平有效)switchI1歌曲模式选择信号(switch为低电平“0”选择“曲目”,高电平“1”选择“句子”)autoI1自动播放信号(auto高电平时按顺序循环播放全部歌曲,在auto信号为低电时,根据switch和mode信号选择相应歌曲模式播放)haltI1暂停信号(高电平有效)spksO1音频信号输出(上升沿触发)passedI1上一句或者上一首跳转信号(
3、上升沿触发)modeI2模式选择信号“00”顺序播放“01”随机播放“10”单曲循环“11”快进跳转沿触发有效顶层模块——整体框图顶层模块——具体信号模块关联——内部框图ADDRADDR模块信号I/O宽度功能描述clkI1节拍发生器产生的4Hz或8hz时钟信号EnI1使能端LdI1置数端RstI1异步复位信号(高电平有效)Data_inI9数据输入Addr_outO9数据输出功能描述:它的功能是按照音乐节拍输出相应音符。在正常播放模式下,该计数器的时钟频率为2Hz,快速播放模式为4Hz。当EN为高电平时,LD为低电平时,每
4、来一个时钟上升沿,地址计数器加1,输出给乐曲数据存储器ROM。ROMROM模块信号I/O宽度功能描述addrI9当前音符在ROM中的地址doutO5ROM输出的音符数据与index端口相连接功能描述:ROM中存储的乐谱数据,以1/4拍来转化,ROM总共要存储437个数据,所以ROM的地址位宽为9位。因为乐谱只用到21个音符,所以ROM的输出为5位。RANDOMRANDOM模块信号I/O宽度功能描述clkI1节拍发生器产生的4Hz或8hz时钟信号RstI1异步复位信号(高电平有效)RandomO3输出随机数功能描述:产生随机
5、数传给状态机,由状态机决定播放第几首歌。音符解码模块音频解码模块所示为音频解码模块,它的功能是将ROM输出的音符数据转换成该音符所对应的初始值,输出给数控分频模块,数控分频模块根据该初始值对2MHz时钟进行分频。表6音频解码端口信号描述信号I/O宽度功能描述indexI4ROM输出的音符数据toneO13音符所对应的初始值信号I/O宽度功能描述toneI13音符所对应的初始值clk2mhzI12mhz信号enoI1使能信号haltI1暂停信号rstI1全局异步复位信号(高电平有效)spksO1将信号放大发声数控分频模块数控
6、分频模块所示为数控分频模块,它的功能是根据不同音符的初始值对2MHz的时钟进行相应的分频,产生该音符所对应频率的波形。分频后所得波形由spks端口输出。数控分频模块由主分频模块和二分频模块组成。memo记忆模块memo记忆模块信号I/O宽度功能描述rstI1全局异步复位信号(高电平有效)ClkI1节拍发生器产生的4Hz或8hz时钟信号addrI9快进信号(高电平有效)cnumO2记录当前曲目编码pnum02记录过去曲目编码memo记忆模块的作用是记忆当前播放地址。比如在顺序播放模式下第一首歌曲到第二首歌曲,passed信号
7、在播放第二首歌曲有效,歌曲播放第一首首地址。在随机播放模式下,第一首歌曲随机播放到第三首歌曲,passed信号于第三首歌曲有效,歌曲播放第一首首地址。同理上一曲模式。验证规划通过提取项目中可能发生的各种情况来验证项目的正确性。模式间跳转验证单曲循环模式,如图:正在进行模式间的转换,如图:模式间跳转验证由单曲循环跳转到了顺序播放模式。典型验证1.上一句功能连跳测试2.验证单曲循环下的各种模块功能(上一曲)3.随机播放模式下暂停信号测试4.第一首未放完进行上一首功能测试连跳测试连续给passed1信号有效,测试如下Atuo=1
8、时,switch=1,passed=11000ns1100ns有效Passed1在1000ns时歌曲跳到上一句,随后100ns再次有效,歌曲跳到当前上一句,实现连跳功能。连跳测试Atuo=0,mode=00,播放到第3首是mode=10,第3首歌循环。Passed1=1,第三首到第二首。单曲循环模块功能
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