syncbox16ch_fpga/source/src/src_ttl_parser.v

module src_ttl_parser #(
    parameter REG_START_ADD = 0
) (
    input clk,   //clock input
    input rst_n, //asynchronous reset input, low active

    //regbus interface
    output reg [31:0] addr,
    input      [31:0] wr_data,
    input             wr_en,

    inout  wire [31:0] rd_data,    //received serial data 
    // 输入
    input              ttlin,
    //输出
    output wire        ttl_output  //ttl原始数据
);
  //
  //  @功能:
  //          1. 计算ttl频率
  //          2. 转发ttl信号
  //          3. 分频倍频
  //
  //  @寄存器列表:
  //          地址       读写      默认        描述
  //          0x00       r         0x0          function 0:原始信号输出 1:频率信号源
  //          0x01       r         0x0          freq    //一个周期的计数，单位为 1/50M s
  //          0x02       wr        0x0          pll_mul //暂不支持
  //          0x03       wr        0x0          pll_div
  //          0x04       wr        0x0          [0]:信号源是上升沿触发，还是下降沿触发
  //


  reg ttl_origin_output;  //ttl原始信号输出
  reg ttl_after_process_output;  //ttl处理后信号输出


  /*******************************************************************************
   *                                  寄存器读写                                  *
   *******************************************************************************/

  parameter ADD_NUM = 5;  //寄存器数量
  parameter REG_END_ADD = REG_START_ADD + ADD_NUM - 1;  //寄存器结束地址
  reg [31:0] register[REG_START_ADD:REG_END_ADD];
  integer i;
  always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
      for (i = 0; i < ADD_NUM; i = i + 1) begin
        register[i] <= 0;
      end
    end else begin
      if (wr_en && addr >= REG_START_ADD && addr <= REG_END_ADD) register[addr] <= wr_data;
    end
  end
  assign rd_data = (addr >= REG_START_ADD && addr <= REG_END_ADD) ? register[addr] : 31'bz;

  parameter REG_FUNC_ADD = REG_START_ADD + 0;
  parameter REG_FREQ_ADD = REG_START_ADD + 1;
  parameter REG_PLL_MUL_ADD = REG_START_ADD + 2;
  parameter REG_PLL_DIV_ADD = REG_START_ADD + 3;
  parameter REG_TTL_EDGE_ADD = REG_START_ADD + 4;

  /*******************************************************************************
   *                                  ttl输出路径选择                             *
   *******************************************************************************/

  assign ttl_output = (register[REG_FUNC_ADD] == 0) ? ttl_origin_output : ttl_after_process_output;

  /*******************************************************************************
   *                                原始信号输出                                 *
   *******************************************************************************/
  always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
      ttl_origin_output <= 0;
    end else begin
      ttl_origin_output <= ttlin;
    end
  end

  /*******************************************************************************
   *                             ttl_in_last信号捕获                             *
   *******************************************************************************/
  reg ttl_in_last;
  always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
      ttl_in_last <= 0;
    end else begin
      ttl_in_last <= ttlin;
    end
  end


  /*******************************************************************************
   *                                  频率探测                                   *
   *******************************************************************************/
  reg [31:0] ttl_freq_cnt;
  always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
      ttl_freq_cnt <= 0;
    end else begin
      if (ttlin && !ttl_in_last) begin
        register[REG_FREQ_ADD] <= ttl_freq_cnt;
        ttl_freq_cnt <= 0;
      end
      if (ttl_freq_cnt != 32'hffff_ffff_ffff_ffff) begin
        ttl_freq_cnt <= ttl_freq_cnt + 1;
      end
    end
  end

  /*******************************************************************************
   *                                    分频                                     *
   *******************************************************************************/
  reg [31:0] ttl_in_cnt;
  always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
      ttl_in_cnt <= 0;
    end else begin
      if (ttlin && !ttl_in_last) begin
        if (ttl_in_cnt <= register[REG_PLL_MUL_ADD]) begin
          ttl_in_cnt <= ttl_in_cnt + 1;
        end else begin
          ttl_in_cnt <= 0;
          ttl_after_process_output <= 1;
        end
      end else begin
        ttl_after_process_output <= 0;
      end
    end
  end
endmodule