Ports Inout

Fait partie de la section Fondamentaux du Journey Verilog de Coddy. Leçon 32 sur 90.

Un port inout est un port bidirectionnel qui peut à la fois envoyer et recevoir des signaux. Il peut agir comme une entrée ou une sortie à différents moments. La plupart des ports sont soit des input (les données entrent), soit des output (les données sortent). Un port inout peut faire les deux. Il peut transmettre des données vers l’extérieur ou en recevoir, selon la situation.

Imagine cela comme une rue à double sens plutôt qu’une route à sens unique.

Les ports d’entrée-sortie bidirectionnels sont utilisés pour :

Bus partagés : plusieurs appareils connectés aux mêmes fils
Bus de données mémoire : les données peuvent être lues ou écrites
Communication bidirectionnelle : I2C, SPI, etc.

Un seul appareil pilote le bus à la fois. Les autres appareils doivent être en état de haute impédance (Z).

Déclarer un port d’entrée-sortie

inout [7:0] data_bus;   // Bus bidirectionnel de 8 bits
inout ready;             // Signal bidirectionnel sur un seul bit

Comment fonctionne Inout

Un port inout nécessite un signal de commande pour déterminer s’il agit comme une entrée ou une sortie :

module bidir (
  inout [7:0] bus,
  input [7:0] data_out,
  input enable,
  output [7:0] data_in
);
  
  assign bus = (enable) ? data_out : 8'bZ;  // Drive bus when enabled, else Z
  assign data_in = bus;                     // Always read the bus
  
endmodule

Lorsque enable = 1, le module pilote le bus (mode sortie)
Lorsque enable = 0, le module libère le bus (mode entrée, haute impédance)

Règles importantes concernant Inout

Règle	Pourquoi
Doit être déclaré comme `wire`	Ne peut pas être `reg`
Plusieurs appareils ne doivent pas piloter le bus en même temps	Des pilotes en conflit produisent X
Utilisez `Z` pour libérer le bus	Permet aux autres appareils de le piloter
Un seul pilote à la fois	Évite les conflits sur le bus

Inout vs entrée vs sortie

Type de port	Direction	Peut piloter	Peut lire
`input`	Unidirectionnel (entrée uniquement)	Non	Oui
`output`	Unidirectionnel (sortie uniquement)	Oui	Oui (la valeur qu’il pilote)
`inout`	Bidirectionnel (dans les deux sens)	Oui (lorsqu’il est activé)	Oui (toujours)

Erreur fréquente

// INCORRECT : impossible d'affecter une valeur à inout dans un bloc always
always @(posedge clk) begin
  data_bus <= something;   // Erreur ! Utilisez assign avec une condition
end

// CORRECT : utilisez assign avec une condition d'activation
assign data_bus = (enable) ? something : 8'bZ;

Défi

Ajoute le port inout manquant et les instructions assign pour faire fonctionner ce tampon bidirectionnel.

À faire :

Ajoute un port inout de 8 bits appelé io_bus
Ajoute une instruction assign qui transmet send_value à io_bus lorsque send_enable vaut 1, sinon Z
Ajoute une instruction assign qui lit io_bus dans receive_value

Essayez vous-même

module bidir_buffer (
  // Tâche 1 : Ajoutez ici un port inout de 8 bits nommé io_bus
  
  
  input [7:0] send_value,
  input send_enable,
  output [7:0] receive_value
);

  // Tâche 2 : Ajoutez une instruction assign qui place send_value sur io_bus lorsque send_enable vaut 1, sinon Z
  
  
  // Tâche 3 : Ajoutez une instruction assign qui lit io_bus dans receive_value
  

endmodule