8 位元序列轉平行轉換器

請設計一個名為 serial2parallel 的序列轉平行資料轉換模組。

模組在每個 clk 上升沿檢查輸入有效訊號 din_valid。當 din_valid = 1 時，接收一位序列資料 din_serial。

每收到 8 位有效的序列資料後，模組將其組合為一筆 8 位元平行資料，並透過 dout_parallel 輸出。序列資料依照輸入順序，由最高位元至最低位元排列。

例如，依序收到：

1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0

則輸出為：

dout_parallel = 8'b11110000

在第 8 位有效資料被接收時，dout_valid 必須輸出 1，表示 dout_parallel 已包含一筆完整資料。其他週期中，dout_valid 必須為 0。

模組名稱

serial2parallel

輸入埠

輸出埠

功能說明

Reset

當：

rst_n = 0

時，內部移位暫存器、計數器與輸出皆清除為 0。

接收序列資料

當：

din_valid = 1

時，在 clk 上升沿接收 din_serial，並將其加入移位暫存器：

data_shift <= {data_shift[6:0], din_serial};

第一個收到的資料最後會位於 dout_parallel[7]，第八個收到的資料會位於 dout_parallel[0]。

無效輸入

當：

din_valid = 0

時：

• 不接收 din_serial
• 計數器保持不變
• 已接收的資料保持不變
• dout_valid 輸出 0

完成一筆資料

當第 8 位有效資料到達時：

dout_parallel <= {data_shift[6:0], din_serial};
dout_valid    <= 1'b1;

完成輸出後，計數器重新歸零，開始接收下一筆 8 位元資料。

設計要求

1. 模組名稱必須為 serial2parallel。
2. 只在 din_valid = 1 時接收輸入資料。
3. 每 8 位有效輸入組成一筆平行輸出。
4. 第一個輸入位元放在 dout_parallel[7]。
5. 最後一個輸入位元放在 dout_parallel[0]。
6. 收到第 8 位資料時，dout_valid 輸出 1。
7. dout_valid 只維持一個時脈週期。
8. din_valid = 0 時不得增加接收計數。
9. rst_n 為低電位有效 Reset。
10. 時序邏輯使用 nonblocking assignment。

程式模板

module serial2parallel (
    input            clk,
    input            rst_n,
    input            din_serial,
    input            din_valid,
    output reg [7:0] dout_parallel,
    output reg       dout_valid
);

    // Write your code here

endmodule