Verilog 曼彻斯特译码如何实现同步？

实际下载到开发板之后，译码时钟的下降沿随着时间的变化与接受数据的位置随机，一段时间后造成误差，导致译码错误，然后一段时间后误差归零。




//该代码主要负责接受曼彻斯特编码 并进行解码 解码后的数据在28pin 展示 

module top_fpga(
    //global signal                           
    input  clk,
    input  rst_n,
    
    //STM32 port

    input rxd,    
    output txd,
    output data_dis,
    output data_clk,
    output reg flag2,
    output reg data_code


    
);

//编码数据定义
reg [1:0] temp; //存储1-01 0-10
reg flag1=0;
//reg flag2=0;
reg fail=0;
wire clk_bps_en;//编码时钟




//编码时钟配置clk_bps_en
precise_divider//分频模块
#(
    //DEVIDE_CNT = 85.89934592 * fo  @50M
    //DEVIDE_CNT = 42.94967296 * fo  @100M
    .DEVIDE_CNT(32'd1649267)    //9600Hz * 2
)u_precise_divider_0
(
    //global clock
    .clk(clk),
    .rst_n(rst_n),
    
    //user interface
    //.divide_clk()
    .divide_clken(clk_bps_en)
);

//解码

always @ (posedge clk_bps_en)
begin
    temp <= {rxd,temp[1]};
    if(temp == 2'b00 || temp == 2'b11)
    begin
        flag1 <= 1;//开始译码标志
    end
end

always @ (negedge clk_bps_en)
begin
    if(flag1 == 1)
    begin
        flag2 <= ~flag2;
    end
end

always @ (posedge flag2)
begin
    if(temp == 2'b10)
    begin
        data_code <= 0;
        fail <= 0;
    end

    else if(temp == 2'b01)
    begin
        data_code <= 1;
        fail <= 0;
    end
    else if(temp == 2'b00 || temp ==2'b11)
    begin
        data_code <= 0;
        fail <= 1;
    end
end

 


endmodule

来自GPT的回答：

在 Verilog 中实现曼彻斯特译码的同步，需要考虑时钟的稳定性和数据的准确性。下面是一些建议来改进你的代码以实现同步：

时钟同步：确保接收到的时钟信号是稳定的，并且与数据的采样时机保持同步。你可以使用时钟锁相环（PLL）来稳定时钟信号，并与数据的边沿对齐。

时序控制：使用时序控制确保在特定时钟边沿进行数据采样和处理。你可以使用时序控制逻辑来保证译码操作在稳定的时钟边沿进行。

译码逻辑优化：确保译码逻辑的实现是正确的，并且能够正确解码曼彻斯特编码。你可以仔细检查译码逻辑的实现，确认其与曼彻斯特编码规则相符。

错误检测和纠正：考虑在译码过程中进行错误检测和纠正。你可以使用校验和或纠错码等技术来验证和修复接收到的数据。

时钟和数据的随机性：如果在实际下载到开发板后，译码时钟的下降沿与接收数据的位置存在随机性，导致误差和译码错误，你可以考虑以下措施：

确保时钟信号和数据信号的传输线路稳定，避免干扰和信号损失。
使用适当的电平转换电路来匹配开发板和外部设备之间的电平差异。
在数据传输之前，对数据进行预处理和滤波，以减少噪声和干扰对数据的影响。
请注意，以上建议是一般性的指导，具体实现可能需要根据你的系统和应用需求进行调整和优化。同时，也建议参考开发板和外部设备的规格和文档，了解其特定的时序要求和接口配置。

希望这些建议对你有帮助！如有更多问题，请随时提问。

不知道你这个问题是否已经解决, 如果还没有解决的话:

这有个类似的问题, 你可以参考下: https://ask.csdn.net/questions/1100056
除此之外, 这篇博客: Verilog在编写第一行代码之前中的 设计的模块化和参数化 部分也许能够解决你的问题, 你可以仔细阅读以下内容或者直接跳转源博客中阅读:
结构化设计比非结构化设计更有用。管理者和决策者可以根据结构化设计作出明智的判断。类似地，结构化或者模块化设计不仅易于理解和维护，而且有利于设计共享。某些电路单元（加法器、乘法器、CRC校验电路等）能在不同的设计中被复用，可以对一组逻辑电路使用门控时钟，冗余或者相近的电路功能可以被合并或者消除。采用模块化设计后，所有这些都可能成为现实。此外，标准电路模块还能在多个设计或一个公司内部不同部门之间共享。
以下回答来自chatgpt:
对于同步问题，可以考虑以下几个方面进行优化Verilog曼彻斯特译码：
1. 时钟同步：确保曼彻斯特译码的时钟与接收数据的时钟同步。可以使用PLL（Phase-Locked Loop，锁相环）来生成稳定的时钟信号，保证时钟的准确性和稳定性。
2. 滤波器设计：在曼彻斯特编码中，时钟的下降沿用于检测数据位的变化，为了避免时钟下降沿的波动干扰导致译码错误，可以考虑使用滤波器对时钟信号进行平滑处理。
3. 状态机设计：利用Verilog中的状态机，可以更好地控制曼彻斯特译码过程中的同步问题。通过定义不同的状态和状态转换条件，确保只在合适的时机进行译码操作。
4. 同步检测算法：可以使用同步检测算法，判断时钟下降沿的位置是否正确。例如，在输入数据经过曼彻斯特译码前，可以对数据进行预处理，检测时钟下降沿的位置，并进行同步校正。
下面是一个示例的Verilog代码，展示了如何设计一个基于状态机的曼彻斯特译码器：
```
module manchester_decoder (
    input clk,
    input data_in,
    output reg data_out
);

reg [3:0] state;

parameter IDLE = 0;
parameter START_BIT = 1;
parameter DATA_BIT = 2;

always @(posedge clk) begin
    case(state)
        IDLE:
            if (data_in == 1'b0) begin
                state <= START_BIT;
                data_out <= 1'b0;
            end
        START_BIT:
            if (data_in == 1'b1) begin
                state <= DATA_BIT;
                data_out <= 1'b1;
            end
        DATA_BIT:
            if (data_in == 1'b0) begin
                state <= START_BIT;
                data_out <= 1'b0;
            end
    endcase
end

endmodule
```
在这个例子中，我们使用了一个简单的3位状态机来实现曼彻斯特译码。在IDLE状态下，等待数据开始的下降沿，然后进入START_BIT状态，在START_BIT状态下，等待数据位的上升沿，然后进入DATA_BIT状态，在DATA_BIT状态下，等待数据位的下降沿，并输出译码后的数据。
以上是一种简单的优化方案，根据具体的硬件平台和需求，还可以进行更复杂的优化，例如引入FIFO缓冲区、使用异步FIFO等来处理数据输入的不稳定性。不过，需要注意的是，对于Verilog等硬件描述语言的优化，真正的解决方案还需要根据具体的问题进行定制化的设计和实施。

如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^

Verilog 曼彻斯特译码 如何实现同步？

Verilog 曼彻斯特译码如何实现同步？