Inout Ports

Coddy'nin Verilog Journey'sinin Temeller bölümünün bir parçası. Ders 32 / 90.

Bir inout portu, hem gönderip hem de alabilen çift yönlü bir porttur ve signal iletebilir. Farklı zamanlarda input veya output olarak çalışabilir. Çoğu port ya input (veri içeri akar) ya da output (veri dışarı akar) şeklindedir. Bir inout portu her ikisini de yapabilir. Duruma bağlı olarak veriyi dışarı sürebilir veya içeri veri alabilir.

Bunu tek yönlü bir yol yerine çift yönlü bir cadde gibi düşün.

Inout portları şu amaçlarla kullanılır:

Paylaşımlı bus: aynı kablolara bağlı birden çok cihaz
Bellek veri bus: veri read veya yazılabilir
bidirectional iletişim: I2C, SPI vb.

Bir seferde yalnızca bir cihaz bus'ı sürer. Diğer cihazlar yüksek empedans durumunda (Z) olmalıdır.

Inout Portu Bildirme

inout [7:0] data_bus;   // 8-bit çift yönlü bus
inout ready;             // Tek bitlik çift yönlü sinyal

inout Nasıl Çalışır

Bir inout port, input veya output olarak görev yapıp yapmadığına karar vermek için bir kontrol signal gerektirir:

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

When enable = 1, module drives bus'ı (output modu)
When enable = 0, module bus'ı release eder (input modu, high-Z)

Inout İçin Önemli Kurallar

Z kullanarak bus'ı serbest bırakın

Kural	Neden
`wire` olarak bildirilmelidir	`reg` olamaz
Cannot aynı anda okunup yazılamaz	Çakışma (X) oluşturur
Diğer cihazların bus'ı sürmesini sağlar
Aynı anda yalnızca bir sürücü	bus çekişmesini önler

Inout ve Input ve Output Karşılaştırması

Port Türü	Yön	Drive edebilir	Okuyabilir
`input`	Tek yönlü (yalnızca içeri)	Hayır	Evet
`output`	Tek yönlü (yalnızca dışarı)	Evet	Hayır
`inout`	İki yönlü (her ikisi)	Evet (enabled olduğunda)	Evet (always)

Yaygın Hata

// WRONG: always bloğu içinde inout'a atama yapılamaz
always @(posedge clk) begin
  data_bus <= something;   // Hata! Koşul ile assign kullanın
end

// CORRECT: enable koşulu ile assign kullanın
assign data_bus = (enable) ? something : 8'bZ;

Görev

Eksik inout portunu ve bu bidirectional buffer'ın çalışmasını sağlamak için assign ifadelerini Add.

Yapılacaklar:

8 bitlik, io_bus olarak called bir inout port Add
send_enable 1 olduğunda io_bus'u send_value ile drives, otherwise Z ile süren bir assign statement Add
io_bus'u receive_value içine reads bir assign statement Add

Kendin dene

module bidir_buffer (
  // Görev 1: Buraya io_bus adında 8-bit bir inout port ekle
  
  
  input [7:0] send_value,
  input send_enable,
  output [7:0] receive_value
);

  // Görev 2: send_enable 1 olduğunda io_bus'u send_value ile süren, aksi halde Z olan bir assign ifadesi ekle
  
  
  // Görev 3: io_bus'u receive_value'ya okuyan bir assign ifadesi ekle
  

endmodule