Cổng vào ra hai chiều

Cổng inout là cổng hai chiều có thể vừa gửi vừa nhận tín hiệu. Cổng này có thể đóng vai trò đầu vào hoặc đầu ra vào những thời điểm khác nhau. Hầu hết các cổng đều là input (dữ liệu đi vào) hoặc output (dữ liệu đi ra). Cổng inout có thể làm cả hai. Cổng này có thể xuất dữ liệu hoặc nhận dữ liệu, tùy tình huống.

Hãy nghĩ về nó như một con đường hai chiều thay vì đường một chiều.

Các cổng vào/ra được dùng cho:

• Các bus dùng chung: nhiều thiết bị kết nối với cùng một nhóm dây
• Các bus dữ liệu bộ nhớ: dữ liệu có thể được đọc hoặc ghi
• Giao tiếp hai chiều: I2C, SPI, v.v.

Mỗi lần chỉ có một thiết bị điều khiển bus. Các thiết bị khác phải ở trạng thái trở kháng cao (Z).

Khai báo cổng vào ra hai chiều

inout [7:0] data_bus;   // Bus hai chiều 8 bit
inout ready;             // Tín hiệu hai chiều 1 bit

Cách Inout hoạt động

Một cổng inout cần tín hiệu điều khiển (control signal) để xác định nó đang hoạt động như đầu vào hay đầu ra:

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

• Khi enable = 1, module điều khiển bus (chế độ đầu ra)
• Khi enable = 0, module nhả bus (chế độ đầu vào, high-Z)

Các quy tắc quan trọng về Inout

Inout so với input và output

Lỗi thường gặp

// SAI: Không thể gán giá trị cho inout trong khối always
always @(posedge clk) begin
  data_bus <= something;   // Lỗi! Dùng assign với điều kiện
end

// ĐÚNG: Dùng assign với điều kiện enable
assign data_bus = (enable) ? something : 8'bZ;