ビットカウンタ

CoddyのVerilogジャーニー「基礎」セクションの一部 — レッスン 87/90。

チャレンジ

この章では、UART送信機をステップ・バイ・ステップで構築していきます。UARTはUniversal Asynchronous Receiver-Transmitter（汎用非同期受信機・送信機）の略です。これは、一方の線（送信）ともう一方の線（受信）という2本の線だけで、2つのデバイスが通信できるようにするシンプルなハードウェアプロトコルです。

電話で話している2人の人間をイメージしてください。一方が話し（送信し）、もう一方が聞きます（受信します）。UARTはデータを1ビットずつ送信し、各バイトの始まりと終わりを示すスタートビットとストップビットを付加します。

UART送信機は合計10ビットを送信します：スタートビット（1ビット）、データビット（8ビット）、ストップビット（1ビット）。現在どのビットを送信しているかを追跡するには、0から10までカウントするビットカウンターが必要です。
ビットカウンターの仕組み

0から開始
クロックサイクルごとに1を加算
10に達したら0に戻る
これを永久に繰り返す

このタスクでは、まだリセット処理は行わず、増加させる処理のみを行います。

手順：

以下を持つ uart_tx というモジュールを作成します：
- 1つの入力: clk
- 1つの出力: cnt (4ビット, reg 型)
モジュールの内部で：
- initial ブロック内で開始時に cnt を 0 に設定します
- always @(posedge clk) ブロックを追加します
- 各クロックエッジで cnt が 1 ずつ増加するようにします

自分で試してみよう

// TODO: モジュール uart_tx を作成し、入力 clk と出力 cnt（4ビット）を持つ

// TODO: initial ブロック内で開始時に cnt を 0 に設定する

// TODO: always @(posedge clk) ブロックを追加する

// TODO: cnt をインクリメントする

ビットカウンタ

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