VL2 异步复位的串联T触发器

写在前面

1. 这个专栏的内容记录的是牛客的Verilog题库刷题，附带RTL\TestBench，并进行覆盖率收集。
2. 牛客算是一个Verilog宝藏刷题网站了，网站提供在线仿真环境，不用自己找题（点击直达），<刷题记录>专栏，持续打卡中…

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一、题目

1. 题目描述

  用verilog实现两个串联的异步复位的T触发器的逻辑

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2. 状态转换

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3. 信号示意图

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4. 波形示意图

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5. 输入描述

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6. 输出描述

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二、分析

  由T触发器的特性表可以知道，当当前的输入为0时，无论输出是0还是1，输出的下一个状态均保持当前的输出值；当当前输入值是1时，输出的下一个状态是当前输出的取反。要求的时钟周期是5ns。

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三、RTL

module Tff_2
(
  input      clk   ,
  input      rst_n ,
  input      data  ,

  output reg q1
);

reg data_buf;

always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin
  if (!rst_n) begin
    data_buf <= 1'b0;
  end
  else if (data == 1) begin
    data_buf <= ~data_buf;
  end
  else begin
    data_buf <= data_buf;
  end
end


always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin
  if (!rst_n) begin
    q1 <= 1'b0;
  end
  else if (data_buf == 1) begin
    q1 <= ~q1;
  end
  else begin
    q1 <= q1;
  end
end

endmodule
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四、Testbench

`timescale 1ps/1ps

module tb_Tff_2;

  reg  clk   ;
  reg  rst_n ;
  reg  data  ;
  
  wire q1    ;
  
/*-----------------------------------------------\
 -- data | data_buf | next_data_buf --
 --   0  |     0    |       0       --
 --   0  |     1    |       1       --
 --   1  |     0    |       1       --
 --   1  |     1    |       0       --
\-----------------------------------------------*/

initial begin
  clk   = 1;
  rst_n = 1;
  data  = 0;
  #2500 rst_n = 0;  
  #5000 rst_n = 1;  
  repeat(5)begin
    case_4(data,1);
  end

  repeat(5)begin
    case_4(data,0);
  end

  repeat(5)begin
    case_4(data,1);
  end
  
  repeat(100)begin
    case_random(data); 
  end
end

/*-----------------------------------------------\
 --    --
\-----------------------------------------------*/
task case_4;
  output  a;
  input   b;

  case(b)
    0: #5000 a = 0;
    1: #5000 a = 1;
  endcase
endtask

task case_random;
  output  a;
  #5000 a = {$random}%2;
endtask

/*-----------------------------------------------\
 --  clock period is 5ns  --
\-----------------------------------------------*/
always begin
  #2500 clk = ~clk;
end

/*-----------------------------------------------\
 --  display  --
\-----------------------------------------------*/
always @ (posedge clk ) begin               
    $display("data = %d ; data_buf = %d ; q1 = %d",data,Tff_2.data_buf,q1);
end

Tff_2 tb_Tff_2(
                 .clk     (clk  ),
                 .rst_n   (rst_n),
                 .data    (data ),
                 .q1      (q1   )
              );

initial #350000 $finish;
initial begin
  $fsdbDumpfile("Tff_2.fsdb");
  $fsdbDumpvars            ;
  $fsdbDumpMDA             ;
end
endmodule


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五、结果分析

（1）TB分析

有TB测试结果可以看出，DUT符合“异步复位的串联T触发器”的预期功能

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（2）波形图

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（3）覆盖率

由覆盖率收集情况可以看到，涉及的行、信号翻转覆盖、分支覆盖率均是100%。

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✍✍☛ 题库入口
  经过一段时间的沉淀，发现入行IC行业，自己的底子还是很差，写的文章质量参差不齐，也没能解答大家的疑问。决定还是要实打实从基础学起，由浅入深。因此决定通过补充/完善基础知识的同时，通过题库刷题不断提高自己的设计水平，题库推荐给大家（点击直达），<题库记录>栏目不定期更新，欢迎前来讨论。

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作者：xlinxdu
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