数字IC手撕代码-XX公司笔试真题（脉冲密度调制）

 前言：

        本专栏旨在记录高频笔面试手撕代码题，以备数字前端秋招，本专栏所有文章提供原理分析、代码及波形，所有代码均经过本人验证。

目录如下：

1.数字IC手撕代码-分频器（任意偶数分频）

2.数字IC手撕代码-分频器（任意奇数分频）

3.数字IC手撕代码-分频器（任意小数分频）

4.数字IC手撕代码-异步复位同步释放

5.数字IC手撕代码-边沿检测（上升沿、下降沿、双边沿）

6.数字IC手撕代码-序列检测（状态机写法）

7.数字IC手撕代码-序列检测（移位寄存器写法）

8.数字IC手撕代码-半加器、全加器

9.数字IC手撕代码-串转并、并转串

10.数字IC手撕代码-数据位宽转换器（宽-窄，窄-宽转换）

11.数字IC手撕代码-有限状态机FSM-饮料机

12.数字IC手撕代码-握手信号（READY-VALID）

13.数字IC手撕代码-流水握手（利用握手解决流水线断流、反压问题）

14.数字IC手撕代码-泰凌微笔试真题

15.数字IC手撕代码-平头哥技术终面手撕真题

16.数字IC手撕代码-兆易创新笔试真题

17.数字IC手撕代码-乐鑫科技笔试真题（4倍频）

18.数字IC手撕代码-双端口RAM（dual-port-RAM）

        ...持续更新

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目录

题目描述

解决思路

代码

testbench

输出波形 

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题目描述

         使用HDL实现脉冲密度调制（PDM），即根据输入12bit pdm_in，按下列要求输出不同占空比的方波：

        ① 当pdm_in>10，pdm_out即输出的波形占空比为4/pdm_in；

        ② 当pdm_in<=10，pdm_out不翻转输出固定值。

其输入输出接口为：

input clk；
input [11:0]pdm_in；
input reset；
output pdm_out;

解决思路

        脉冲密度调制（PDM），通过调节波形的占空比来改变脉冲的密度。信号逻辑为高的时间T_hign除以周期T_cycle所得到的比值叫做占空比。

        实现第一个要求，当pdm_in>10时，可以让新信号在4个clk周期为高，在(pdm_in-4)个clk周期为低，这样就实现了一个pdm_in分频，占空比为4/pdm_in。

        第二个要求，当pdm_in<=10时，pdm_out就不让他翻转，并且让实现分频的计数器清零。 

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代码

module pdm(
    input           clk     ,
    input   [11:0]  pdm_in  ,
    input           reset   ,
    output          pdm_out
);
 
reg pdm_processed;
reg [11:0] count;
 
always @(posedge clk)begin
    if(reset)begin
        pdm_processed <= 1'd0;
    end
    else if(pdm_in > 10)begin
        if(count <= 3)
            pdm_processed <= 1'b1;
        else if(count < pdm_in -1)
            pdm_processed <= 1'b0;
        else if(count == pdm_in-1)
            pdm_processed <= 1'b0;
    end
    else begin // pdm_in <= 10
        pdm_processed <= pdm_processed;  //stay 
    end
end
 
always @(posedge clk)begin
    if(reset)begin
        count <= 12'd0;
    end
    else begin
        if(pdm_in > 10 && count < pdm_in-1)begin
            count <= count + 1'b1;
        end
        else if(pdm_in > 10 && count == pdm_in-1)begin  // one pdm_out cycle finish
            count <= 12'd0;  
        end
        else begin // pdm_in <= 10
            count <= 12'd0;
        end
    end
end
 
assign pdm_out = pdm_processed;
 
endmodule

testbench

module pdm_tb();
 
reg clk,reset;
wire pdm_out;
 
always #5 clk = ~clk;
reg [11:0] pdm_in;
 
initial begin
    clk     <=  1'b0;
    reset   <=  1'b1;
    pdm_in  <=  12'd0;
    #20
    reset   <=  1'b0;
    #20
    pdm_in  <=  12'd20;
    #400
    pdm_in  <=  12'd12;
    #240
    pdm_in  <=  12'd5;
    #50
    pdm_in  <=  12'd12;
    #30
    pdm_in  <=  12'd5;
    #200
    $finish();
end
//dump fsdb 
initial begin 
    $fsdbDumpfile("pdm.fsdb");
    $fsdbDumpvars(0);
end 
pdm u_pdm(
    .clk    (clk)   ,
    .pdm_in (pdm_in),
    .reset  (reset) ,
    .pdm_out(pdm_out)
);
endmodule

输出波形 

        从波形中可以看到我们设置了pdm_in = 20，pdm_out如我们所想，输出为占空比4/20的方波。当设置pdm_in = 12时，pdm_out输出为占空比4/12的方波。当设置pdm_in < 10时，dpm_out保持原来的状态不变。

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