Комплексная практика: периодические импульсы и разрешаемый накопитель

До композиции определите связь

Принимайте беззнаковый четырёхбитовый sample на каждом нарастающем фронте с enable=1. Каждый N-й принятый отсчёт создаёт регистрируемый pulse. Накопитель использует pulse и сохранённый соответствующий sample на следующем нарастающем фронте, даже при enable=0 в тот момент. Восьмибитовый total работает по модулю 256. Синхронный сброс очищает ступени и отбрасывает ожидающие данные. Задержка в один фронт входит в контракт: накопитель читает старые pulse/saved_sample, не новые неблокирующие значения того же фронта. Сохраните modulo_tick.sv и этот periodic_accumulator.sv; N положителен.

module periodic_accumulator #(parameter integer N = 3) (
  input  logic       clk, rst, enable,
  input  logic [3:0] sample,
  output logic       pulse,
  output logic [7:0] total
);
  localparam integer CW = (N <= 1) ? 1 : $clog2(N);
  wire [CW-1:0] count;
  logic [3:0] saved_sample;
  modulo_tick #(.N(N)) tick_u (
    .clk(clk), .rst(rst), .enable(enable),
    .count(count), .pulse(pulse)
  );
  always_ff @(posedge clk) begin
    if (rst) saved_sample <= 4'b0;
    else if (enable) saved_sample <= sample;
  end
  always_ff @(posedge clk) begin
    if (rst) total <= 8'b0;
    else if (pulse) total <= total + {4'b0, saved_sample};
  end
endmodule

Следите за данными и событием вместе

N=3, входы до, выходы после фронта.

E4 добавляет 7, а не внешний sample=9. enable управляет только новым приёмом и не отменяет ожидающее действие. E8 отбрасывает 5 и очищает total. Условие enable && pulse при потреблении потеряло бы E4.

Эталон на границе системы

Храните количество принятых отсчётов, необязательное ожидающее значение и целочисленный total. Без сброса сначала потребите старое ожидающее по модулю 256; затем из текущих enable/sample сформируйте ожидание при N-м приёме. Сброс очищает всё. Не читайте tick_u.count или saved_sample. Задавайте стимулы на спадающем фронте и затем проверяйте pulse, total, удержание без события и удаление использованного.

Покройте ошибки соединения

• N=1 создаёт подряд идущие импульсы: каждый sample используется ровно один раз на следующем фронте.
• N=3 с паузами до/после конечного sample: считайте приёмы, не все такты.
• Меняйте внешний sample при потреблении с enable=0: используются сохранённые данные.
• Сброс при ожидающих данных удаляет событие и total.
• Сложите больше 255 и проверьте модуль 256.

Замените saved_sample на sample: E4 должен дать ошибку. Ограничьте потребление enable и подтвердите другой отказ. Восстановите до PASS. Проверен функциональный, однотактовый контракт конечной ширины; CDC, закрытие физических временных требований и бесплатное выполнение DDS не доказаны.