<think>好的，用户之前已经了解了ARINC 429总线的编码原理，现在需要编写一个Verilog HDL代码来实现这个协议。首先，我需要回顾一下ARINC 429的关键点：物理层使用双极性归零码（BPRZ），数据帧结构是32位固定字长，包括标号、数据字段、SSM、SDI和奇偶校验位，还有传输规则如字间隔和单工通信。
用户的需求是生成符合ARINC 429协议的Verilog代码。我需要考虑模块的功能划分。可能分为发送模块和接收模块，但用户可能更关注发送部分，因为接收涉及到解码和同步，可能比较复杂。不过用户的问题没有明确说明，但根据常见需求，发送模块是基础。
首先，发送模块需要将32位的数据按照ARINC 429的帧结构组装，计算奇偶校验位，然后按照BPRZ编码转换成串行信号。需要处理时钟分频，因为ARINC 429有高速和低速两种速率。例如，如果系统时钟是100MHz，而ARINC 429的速率是100kHz，那么需要分频系数为1000。此外，每个位的传输需要中间归零，因此每个位周期分为高电平和归零两部分。
接下来是数据帧的组装。标号是8位，数据字段19位，SSM 2位，SDI 2位，奇偶校验1位。需要确保这些字段正确组合，并计算奇偶校验位，这里要注意是奇校验，即32位中1的个数为奇数。
然后，串行发送的逻辑。需要有一个状态机来控制发送过程：空闲状态、发送数据位状态、插入字间隔状态。每个数据位需要按照BPRZ编码，逻辑1是+10V（在Verilog中可能用高电平表示），逻辑0是-10V（可能用低电平表示），但实际硬件中可能需要差分信号，这里可能简化处理，用两个信号线表示正负，或者用单信号线的高低电平，但需要符合归零特性。例如，每个位周期中间归零，可能需要将每个位分成两个阶段：前半段发送电平，后半段归零。
另外，字间隔是4个位时间，即发送完一个32位数据后，需要等待4个位周期的时间，再发送下一个数据。
可能的实现步骤：
1. 模块定义，包括时钟、复位、数据输入、发送使能、以及ARINC 429的正负输出信号。
2. 时钟分频，生成位时钟。
3. 数据帧组装，计算奇偶校验。
4. 状态机控制发送过程：发送数据位，每个位分成两个阶段（前半高/低电平，后半归零），发送完成后插入字间隔。
5. 输出生成，根据当前发送的位值驱动正负信号。
需要注意的细节：
- 奇偶校验的计算，需要遍历前31位，统计1的个数，然后设置第32位使得总数为奇数。
- 位顺序是高位先发，所以需要从bit31到bit0依次发送。
- 每个位周期内，前半部分发送电平，后半归零，比如位周期为1/100kHz=10us，则每个位分成5us的高/低电平和5us的归零。
- 状态机需要处理位计数，以及字间隔的计时。
可能的代码结构：
模块包含状态机，状态包括IDLE, SEND_BIT, GAP。在位发送状态中，使用计数器来划分位内的两个阶段。例如，每个位周期分为两个阶段，每个阶段占半个位时钟周期。
此外，需要处理发送使能信号，当使能有效时，加载数据并开始发送。发送过程中，不能被打断，直到完成整个帧和字间隔。
测试部分可能需要验证不同数据的发送是否符合协议，包括奇偶校验是否正确，时序是否正确，归零是否符合要求。
可能的难点：
- 确保每个位的时序准确，特别是在高速模式下，分频是否正确。
- 归零的实现，即在每个位的中间点切换电平到零，但实际上ARINC 429的归零是在位周期结束时归零？需要确认协议细节。根据之前的描述，每个位周期中间电平归零，形成脉冲。例如，逻辑1是+10V持续半个周期，然后归零半个周期；逻辑0是-10V半个周期，归零半个周期。因此，每个位周期分为前一半和后一半，前一半是电平，后一半是零。因此，在位周期开始时，根据位值输出高或低，然后在半周期后归零。这可能需要更精细的时钟分频，或者使用更快的时钟来生成精确的时序。
因此，在Verilog中，可能需要使用更快的时钟（例如系统时钟）来生成位周期的各个阶段。例如，如果位周期是10us（100kHz），而系统时钟是100MHz（10ns周期），则每个位周期需要1000个时钟周期。前500个周期发送电平，后500个周期归零。这样，可以使用计数器来跟踪每个阶段的进度。
状态机可能需要跟踪当前发送的位，以及每个位内的阶段（电平阶段和归零阶段）。例如，在SEND_BIT状态中，有两个子状态：发送电平和归零。或者在SEND_BIT状态中使用计数器来确定当前处于哪个阶段。
总结，Verilog代码的大致步骤：
1. 定义模块端口：时钟、复位、数据输入、发送使能、正负输出。
2. 分频生成位时钟或使用计数器来划分位周期内的阶段。
3. 组装数据帧，计算奇偶校验。
4. 状态机控制发送过程，包括发送每个位和字间隔。
5. 输出正负信号根据当前发送的位和阶段。
需要确认协议中每个位的具体波形，确保归零的正确实现。例如，每个位周期开始，先输出电平，然后在中间点归零，还是在整个位周期结束时归零？根据用户之前的描述，每个位周期中间电平回归零，形成脉冲。例如，逻辑1是+10V到0V，逻辑0是-10V到0V。因此，每个位周期分为前半部分为电平，后半部分归零。因此，在位周期的前半段发送电平，后半段归零。这样，每个位周期需要分为两部分。
因此，在Verilog中，可以使用一个计数器来跟踪每个位周期的两个阶段。例如，对于100kHz的速率，位周期是10us，每个阶段是5us。如果系统时钟是100MHz（10ns周期），则每个阶段需要500个时钟周期。
因此，代码中需要：
- 位周期计数器，计数到999（共1000个周期，每个周期10ns，合计10us）。
- 阶段计数器，每个位周期分为两个阶段：前500周期为电平，后500周期为归零。
或者，使用状态机在发送每个位时，先进入电平阶段，等待500周期，然后进入归零阶段，再等待500周期，然后处理下一个位。
同时，需要处理32位的发送，以及字间隔的4个位周期（即4*10us=40us）。
这可能比较复杂，但可以简化处理，例如，在发送完32位后，等待4个位周期的时间，即40us，然后再准备发送下一个数据。
因此，状态机可能包括：
- IDLE：等待发送使能信号，加载数据，计算奇偶校验，进入发送状态。
- SEND_BIT：发送当前位，分为电平阶段和归零阶段。
- GAP：发送字间隔，等待4个位周期。
在SEND_BIT状态中，需要跟踪当前发送的位索引（从31到0），以及当前位所处的阶段（电平或归零）。
此外，需要生成正负信号，根据当前发送的位值，在电平阶段输出高或低，归零阶段输出零。
需要注意的是，ARINC 429的物理层是差分信号，通常用两条线表示正和负，因此可能用两个信号线：当发送逻辑1时，正线为高，负线为低；逻辑0时相反，归零时两条线都为低。或者，根据具体实现，可能有所不同。但用户可能希望简化，用单个信号表示，或者用两个输出信号表示正和负。
在代码示例中，可能需要定义两个输出信号，如tx_p和tx_n，当发送逻辑1时，tx_p为高，tx_n为低；逻辑0时相反，归零时两者均为低。
因此，在Verilog代码中，需要根据当前发送的位值和阶段来驱动tx_p和tx_n。
总结，代码的大致结构：
模块定义：
module arinc429_tx (
input clk, // 系统时钟，例如100MHz
input rst_n, // 异步复位，低有效
input [31:0] data_in, // 输入的32位数据（已包含Label, Data, SSM, SDI，但不含奇偶校验）
input tx_en, // 发送使能，高有效
output reg tx_p, // ARINC 429正差分信号
output reg tx_n // ARINC 429负差分信号
);
内部信号：
- 状态机状态：IDLE, SEND_BIT, GAP
- 位计数器：记录当前发送的位（31到0）
- 阶段计数器：记录位内的阶段（电平或归零）
- 奇偶校验位计算
- 分频计数器，用于生成位周期
具体实现步骤：
1. 计算奇偶校验位，将输入的31位数据（data_in[30:0]）计算奇校验，生成第32位parity_bit，组合成完整的32位数据帧tx_data。
2. 状态机控制：
- 当tx_en有效且处于IDLE状态时，加载tx_data，进入SEND_BIT状态，初始化位计数器为31。
- 在SEND_BIT状态中，每个位分为两个阶段：电平和归零。使用计数器或状态来切换阶段。
- 每个阶段完成后，如果位未发送完，继续下一位；否则进入GAP状态，等待4个位周期。
- GAP完成后，回到IDLE状态。
3. 输出生成：
- 在电平阶段，根据当前位值设置tx_p和tx_n（1为tx_p=1, tx_n=0；0为tx_p=0, tx_n=1）。
- 在归零阶段，tx_p=0, tx_n=0。
可能的实现细节：
- 使用位计数器bit_cnt从31递减到0。
- 每个位发送需要两个阶段，使用一个phase标志（0表示电平阶段，1表示归零阶段）。
- 使用计数器来计时每个阶段的持续时间。
例如，对于100kHz速率，位周期10us，每个阶段5us。系统时钟100MHz，每个阶段需要500个周期。
在代码中，可以使用一个计数器count，每个阶段开始时复位，计数到499，然后切换阶段。
状态机转换：
- 在IDLE状态，当tx_en有效时，加载数据，计算奇偶校验，进入SEND_BIT状态，bit_cnt=31，phase=0，count=0。
- 在SEND_BIT状态：
- 如果phase=0（电平阶段）：
- 输出对应的电平。
- 当count达到499时，切换到phase=1，复位count。
- 如果 phase=1（归零阶段）：
- 输出归零。
- 当count达到499时，bit_cnt减1，如果bit_cnt >=0，回到phase=0，继续发送下一位；否则进入GAP状态，初始化gap_count=0。
- 在GAP状态：
- 每个位周期（10us）需要等待4个周期，即40us，相当于4000个系统时钟周期（假设每个位周期是1000个时钟周期，4个位周期是4000个周期）。
- 当gap_count达到3999时，回到IDLE状态。
需要注意，这里的计数可能需要根据实际系统时钟频率和ARINC 429速率调整。例如，如果系统时钟是100MHz，位周期是100kHz，则每个位周期是1000个时钟周期（10us / 10ns = 1000）。每个阶段500个周期。
因此，在SEND_BIT状态中，每个阶段需要计数到499（0-499共500个周期）。
在GAP状态，需要等待4个位周期，即4*1000=4000个周期。
此外，计算奇偶校验位时，需要将data_in的31位加上SSM、SDI等，但根据用户之前的描述，数据帧是32位，其中前31位包括Label（8）、Data（19）、SSM（2）、SDI（2），然后奇偶校验位（1位）。但用户提供的输入是32位data_in，可能已经包含了这些字段，但需要确认是否包含奇偶校验位。根据用户之前的示例，奇偶校验位是第32位，由发送模块计算。因此，输入data_in可能是31位，发送模块计算第32位奇偶校验，组合成32位tx_data。或者，用户提供的data_in是已经包含所有32位，但需要重新计算奇偶校验。需要明确这一点。
根据用户之前的ARINC 429数据帧结构，奇偶校验位是1位，确保32位中1的个数为奇数。因此，发送模块需要将前31位（Label、Data、SSM、SDI）作为输入，然后计算奇偶位，组合成32位数据帧。因此，data_in应该是31位，或者模块内部需要处理。但用户的问题中可能希望输入是完整的32位，或者需要模块自己计算。可能需要根据具体情况调整。
在代码示例中，假设data_in是31位，发送模块计算奇偶校验位，组合成32位的tx_data。或者，如果用户提供的data_in已经是32位，但需要重新计算奇偶校验，可能需要覆盖最后一位。需要明确。例如，用户可能需要输入Label、Data、SSM、SDI共31位，发送模块计算奇偶校验，组成32位。
因此，在代码中，可能需要：
input [30:0] data_in, // 31位数据（Label, Data, SSM, SDI）
然后计算奇偶校验位：
parity_bit = ~(^data_in); // 奇校验，如果data_in中1的个数是偶数，则parity_bit=1，否则0
tx_data = {data_in, parity_bit};
但需要确认奇校验的定义：奇校验位使得总共有奇数个1。因此，如果data_in中1的个数是偶数，则parity_bit=1；如果是奇数，则parity_bit=0。
因此，parity_bit = ^data_in ? 0 : 1; 或者 parity_bit = ~(^data_in);
在Verilog中，^data_in是缩位异或，如果data_in中有奇数个1，则结果为1，否则0。因此，奇校验位应为~^data_in，这样总共有奇数个1。
例如，如果data_in有奇数个1，则^data_in=1，parity_bit=0，总共有奇数+0=奇数个1？不，data_in有奇数个1，parity_bit=0，总共有奇数+0=奇数，对吗？是的。如果data_in有偶数个1，则^data_in=0，parity_bit=1，总共有偶数+1=奇数。因此，parity_bit = ~(^data_in)。
因此，代码中：
wire parity_bit = ~(^data_in);
tx_data = {data_in, parity_bit};
但假设data_in是31位，所以tx_data是32位。
但根据用户之前的描述，数据帧结构是：
标号8位，数据字段19位，SSM 2位，SDI 2位，奇偶校验1位。总共8+19+2+2+1=32位。因此，data_in应该包含前31位（标号8，数据19，SSM2，SDI2），共31位，然后奇偶校验位是第32位。
因此，发送模块的输入应该是31位，奇偶校验位由模块计算。
但用户的问题中提到“编写一段verilog hdl代码，来实现arinc429总线协议”，可能需要模块接收各个字段（Label, Data, SSM, SDI），然后组合成数据帧。或者，用户可能希望输入是完整的32位数据，包括奇偶校验位，但需要模块重新计算。这需要明确。
为了简化，假设用户希望模块接收Label（8位）、Data（19位）、SSM（2位）、SDI（2位），共31位，然后模块计算奇偶校验位，组成32位数据帧。因此，模块的输入端口可能需要分解为这些字段，而不是一个32位的data_in。
但根据用户的问题，可能希望简化输入为一个32位数据，其中前31位是需要发送的数据，最后一位由模块计算。或者，用户可能希望模块自动处理这些字段。这需要假设。
为了代码示例的简洁，可能假设输入是31位数据（Label, Data, SSM, SDI），然后模块计算奇偶校验位，组成32位数据帧。因此，模块的输入端口可能包括这些字段，例如：
input [7:0] label,
input [18:0] data_field,
input [1:0] ssm,
input [1:0] sdi,
然后组合成31位：
wire [30:0] data_in = {label, data_field, ssm, sdi};
然后计算奇偶校验位，组成32位tx_data。
但为了简化，可能在代码示例中，用户提供一个32位的data_in，其中已经包含了Label、Data、SSM、SDI，但最后一位需要被奇偶校验位覆盖。或者，用户可能希望模块自动处理这些字段的组合。
不过，为了代码的通用性，可能将输入作为31位，然后模块计算奇偶校验，组成32位。或者，假设输入是32位，但最后一位会被模块重新计算的奇偶校验位覆盖。
但根据协议，奇偶校验位是第32位，即最低位，因为传输顺序是MSB first。例如，32位数据中，bit31是MSB，bit0是LSB（奇偶校验位）。因此，发送顺序是从bit31到bit0。
因此，在代码中，需要确保tx_data的bit31是Label的最高位，依此类推，最后bit0是奇偶校验位。
例如，tx_data的结构：
tx_data[31:24] = Label (8位)
tx_data[23:5] = Data Field (19位)
tx_data[4:3] = SSM (2位)
tx_data[2:1] = SDI (2位)
tx_data[0] = parity_bit (1位)
但需要确认各字段的位置是否正确。根据用户之前的描述：
数据帧结构是：
1. 标号（8位）
2. 数据字段（19位）
3. SSM（2位）
4. SDI（2位）
5. 奇偶校验位（1位）
总共有8+19+2+2+1=32位。传输顺序是MSB first，即先发送标号的最高位，最后发送奇偶校验位。
因此，在32位数据中，标号占据最高8位（bits 31-24），数据字段接下来19位（bits 23-5），SSM 2位（bits 4-3），SDI 2位（bits 2-1），奇偶校验位 bit0。
因此，tx_data的结构应为：
tx_data = {label, data_field, ssm, sdi, parity_bit};
其中，label是8位，data_field是19位，ssm是2位，sdi是2位，parity_bit是1位，总32位。
因此，模块的输入可能需要这些字段分开，或者合并为一个32位数据，但需要正确排列。
为了简化代码示例，可能假设模块的输入是分开的label、data_field、ssm、sdi，然后模块内部组合并计算奇偶校验。但用户的问题可能希望输入是一个完整的32位数据，其中奇偶校验位由模块计算。因此，可能需要调整。
例如，模块的输入是31位（label 8, data 19, ssm 2, sdi 2），共31位，然后模块计算奇偶校验位，组成32位数据。
因此，代码中：
input [7:0] label,
input [18:0] data_field,
input [1:0] ssm,
input [1:0] sdi,
然后组合成31位：
wire [30:0] data_in = {label, data_field, ssm, sdi};
parity_bit = ~(^data_in);
tx_data = {data_in, parity_bit};
但这样tx_data是32位，其中最高位是label[7]，最低位是parity_bit。
发送顺序是从tx_data[31]到tx_data[0]，即先发送label的最高位，最后发送奇偶校验位。
这样，在发送时，从bit31到bit0依次发送。
因此，在Verilog代码中，位计数器从31递减到0。
综上，代码的大致步骤：
1. 模块定义，输入包括label、data_field、ssm、sdi、tx_en等，输出tx_p和tx_n。
2. 计算奇偶校验，组合成32位tx_data。
3. 状态机管理发送过程。
4. 位计数和阶段计数，控制每个位的发送和归零。
5. 输出信号根据当前位值和阶段驱动。
可能的代码实现：
module arinc429_tx (
input clk, // 系统时钟（例如100MHz）
input rst_n, // 异步复位，低电平有效
input [7:0] label, // 8位标号
input [18:0] data_field, // 19位数据字段
input [1:0] ssm, // 2位SSM
input [1:0] sdi, // 2位SDI
input tx_en, // 发送使能，高电平有效
output reg tx_p, // ARINC 429正信号
output reg tx_n // ARINC 429负信号
);
// 状态定义
localparam IDLE = 2'b00;
localparam SEND_BIT = 2'b01;
localparam GAP = 2'b10;
reg [1:0] state;
reg [31:0] tx_data; // 完整32位数据帧
reg [5:0] bit_cnt; // 位计数器（0-31）
reg [9:0] phase_cnt; // 阶段计数器（0-999，假设100kHz速率，系统时钟100MHz）
reg [12:0] gap_cnt; // 间隔计数器（0-3999）
// 奇偶校验计算
wire parity_bit = ~(^{label, data_field, ssm, sdi});
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
state <= IDLE;
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
tx_data <= 0;
bit_cnt <= 0;
phase_cnt <= 0;
gap_cnt <= 0;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (tx_en) begin
// 组合数据帧并计算奇偶校验
tx_data <= {label, data_field, ssm, sdi, parity_bit};
state <= SEND_BIT;
bit_cnt <= 31; // 从最高位开始发送
phase_cnt <= 0;
end
end
SEND_BIT: begin
if (phase_cnt < 999) begin // 每个位周期1000个时钟周期（10us）
phase_cnt <= phase_cnt + 1;
// 前半周期发送电平，后半归零
if (phase_cnt < 500) begin
// 电平阶段
tx_p <= tx_data[bit_cnt]; // 逻辑1：tx_p=1, tx_n=0
tx_n <= ~tx_data[bit_cnt];
end else begin
// 归零阶段
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
end
end else begin
phase_cnt <= 0;
if (bit_cnt == 0) begin
// 所有位发送完成，进入间隔
state <= GAP;
gap_cnt <= 0;
end else begin
bit_cnt <= bit_cnt - 1;
end
end
end
GAP: begin
if (gap_cnt < 3999) begin // 4个位周期的间隔
gap_cnt <= gap_cnt + 1;
end else begin
state <= IDLE;
end
// 间隔期间保持归零
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
end
default: state <= IDLE;
endcase
end
end
endmodule
需要注意，这段代码可能存在以下问题：
1. 阶段计数器的判断：每个位周期是1000个时钟周期（假设系统时钟100MHz，ARINC 429速率100kHz），但代码中使用phase_cnt < 999，即计数到999，共1000次。这正确。
2. 电平阶段和归零阶段的划分：前500个周期发送电平，后500归零。因此，phase_cnt < 500时发送电平，否则归零。这样，每个位周期中，前500时钟周期是电平，后500是归零。
3. 在SEND_BIT状态中，当phase_cnt达到999时，进入下一个位或进入GAP。
4. 奇偶校验的计算是否正确：parity_bit = ~(^{label, data_field, ssm, sdi}); 这里将前31位异或后取反，确保总共有奇数个1。
5. 位计数器bit_cnt从31递减到0，发送顺序正确。
6. 在GAP状态，等待4个位周期，即4000个时钟周期（每个位周期1000，4个即4000）。
7. 输出信号tx_p和tx_n在电平阶段根据当前位值设置，归零阶段置零。
然而，可能存在以下需要改进的地方：
- ARINC 429的归零码是在每个位周期结束时归零，还是中间归零？根据之前的描述，每个位周期中间归零，即前半段是电平，后半段归零。因此，代码中的划分是正确的。
- 需要验证在发送逻辑1时，tx_p=1，tx_n=0；逻辑0时tx_p=0，tx_n=1。在归零阶段，两者均为0。这符合双极性归零码的要求。
- 状态机中的相位计数器可能需要更精确的控制，例如在SEND_BIT状态中，每个位周期分为两个阶段，而不仅仅是根据phase_cnt的范围。或者，可以使用更细粒度的状态，例如在SEND_BIT状态中分为SEND_HIGH和SEND_ZERO子状态，每个状态持续500个周期。
但当前代码使用一个phase_cnt计数器来管理整个位周期的两个阶段，可能更简洁。
此外，需要考虑不同的传输速率（12.5kHz和100kHz），但代码中固定为100kHz。为了支持可配置的速率，可能需要添加一个速率选择信号，并根据选择调整分频系数。但用户的问题中没有提到这点，因此代码示例可以简化，只处理一种速率。
最后，测试这个模块时，需要验证发送的波形是否符合ARINC 429的编码规范，包括电平、归零、奇偶校验和字间隔。</think>以下是一个基于ARINC 429编码原理的Verilog HDL发送模块示例，实现了数据帧封装、双极性归零码（BPRZ）生成和协议时序控制：
```verilog
// ARINC 429 发送模块
module arinc429_tx (
input clk, // 系统时钟（例如100MHz）
input rst_n, // 异步复位（低有效）
input [7:0] label, // 8位标号
input [18:0] data, // 19位数据字段
input [1:0] ssm, // 2位SSM
input [1:0] sdi, // 2位SDI
input tx_en, // 发送使能
output reg tx_p, // +10V差分信号
output reg tx_n // -10V差分信号
);
// ========== 状态定义 ==========
localparam IDLE = 2'b00;
localparam SEND_BIT = 2'b01;
localparam GAP = 2'b10;
// ========== 信号定义 ==========
reg [1:0] state; // 状态机
reg [31:0] shift_reg; // 移位寄存器
reg [5:0] bit_cnt; // 位计数器（0-31）
reg [9:0] cycle_cnt; // 周期计数器（100kHz时10us=1000周期）
reg [11:0] gap_cnt; // 字间隔计数器
// ========== 奇偶校验计算 ==========
wire parity_bit = ~(^{label, data, ssm, sdi}); // 奇校验
// ========== 主状态机 ==========
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
state <= IDLE;
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
shift_reg <= 0;
bit_cnt <= 31;
cycle_cnt <= 0;
gap_cnt <= 0;
end else begin
case (state)
// 空闲状态
IDLE: begin
if (tx_en) begin
shift_reg <= {label, data, ssm, sdi, parity_bit}; // 组装数据帧
state <= SEND_BIT;
bit_cnt <= 31;
cycle_cnt <= 0;
end
end
// 发送数据位状态
SEND_BIT: begin
if (cycle_cnt < 999) begin // 100kHz速率：10us/位
cycle_cnt <= cycle_cnt + 1;
// BPRZ编码：前5us电平，后5us归零
if (cycle_cnt < 500) begin // 前半周期发送电平
tx_p <= shift_reg[bit_cnt]; // 逻辑1:+10V, 逻辑0:-10V
tx_n <= ~shift_reg[bit_cnt];
end else begin // 后半周期归零
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
end
end else begin
cycle_cnt <= 0;
if (bit_cnt == 0) begin // 32位发送完成
state <= GAP;
gap_cnt <= 0;
end else begin
bit_cnt <= bit_cnt - 1; // 移至下一位
end
end
end
// 字间隔状态（4个位周期）
GAP: begin
tx_p <= 0;
tx_n <= 0;
if (gap_cnt < 3999) begin // 4*1000=4000周期（40us）
gap_cnt <= gap_cnt + 1;
end else begin
state <= IDLE; // 返回空闲状态
end
end
endcase
end
end
endmodule
```
---
### **代码功能解析**
1. **数据帧组装**
- 输入`label`（8位）、`data`（19位）、`ssm`（2位）、`sdi`（2位）
- 自动计算奇校验位`parity_bit`
- 组合为32位数据帧：
$$ \text{shift\_reg} = \{label, data, ssm, sdi, parity\_bit\} $$
2. **BPRZ编码实现**
- 每个位周期分为两阶段：
- **前500周期**：发送电平（逻辑1: `tx_p=1, tx_n=0`；逻辑0: `tx_p=0, tx_n=1`）
- **后500周期**：归零（`tx_p=0, tx_n=0`）
- 通过`cycle_cnt`计数器控制时序
3. **协议时序控制**
- 发送完32位数据后插入**4个位周期**（40us）的字间隔
- 状态机管理发送流程：`IDLE → SEND_BIT → GAP → IDLE`
---
### **使用示例**
```verilog
// 测试平台示例
module tb_arinc429_tx();
reg clk, rst_n, tx_en;
reg [7:0] label;
reg [18:0] data;
reg [1:0] ssm, sdi;
wire tx_p, tx_n;
arinc429_tx uut (
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.label(label),
.data(data),
.ssm(ssm),
.sdi(sdi),
.tx_en(tx_en),
.tx_p(tx_p),
.tx_n(tx_n)
);
initial begin
clk = 0;
forever #5 clk = ~clk; // 100MHz时钟
end
initial begin
rst_n = 0;
tx_en = 0;
#100;
rst_n = 1;
// 发送示例数据
label = 8'h25; // 标号025（八进制）
data = 19'h12345; // 数据字段
ssm = 2'b00; // 正常状态
sdi = 2'b00; // 默认地址
tx_en = 1; // 启动发送
#10;
tx_en = 0; // 单次发送
end
endmodule
```
---
### **关键参数说明**
| 参数 | 值 | 说明 |
|---------------|--------------|--------------------------|
| **位速率** | 100kHz | 每位10us（500周期电平 + 500周期归零）|
| **字间隔** | 40us | 4个位周期 |
| **电平标准** | ±10V模拟信号 | 实际硬件需通过驱动芯片实现|
此代码实现了ARINC 429协议的核心功能，实际应用中需根据具体硬件平台调整电平驱动部分，并可通过添加配置寄存器支持多种速率和模式。
本文介绍了USB设备加入总线的过程，包括hub_thread、hub_events及hub_port_connect_change等关键环节的作用。此外，还详细说明了设备连接(int device_attach)与驱动安装(void driver_attach)两个核心函数如何实现设备与驱动的匹配。
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