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2026-05-18 13:54:11 +08:00
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@@ -0,0 +1,310 @@
+`timescale 1ns/1ps
+
+module tb_RelayConTop;
+
+    // 时钟和复位
+    reg i_sys_clk;
+    reg i_rst_n;
+    
+    // SPI接口
+    reg i_sclk;
+    reg i_mosi;
+    reg i_cs;
+//    wire o_miso;
+    
+    // 流控制接口
+//    wire o_rvaild;
+//    reg i_rready;
+//    reg i_wvaild;
+//    wire o_wready;
+    wire o_err;
+    
+    // 继电器控制输出
+    wire [7:0] o_RC_F;
+    wire [15:0] o_RC_S;
+    wire [31:0] o_RC_T;
+    
+    // 测试变量
+    reg [31:0] spi_data;
+    integer test_pass;
+    integer test_fail;
+    
+    // 实例化被测模块
+    RelayConTop DUT (
+        .i_sys_clk(i_sys_clk),
+        .i_rst_n(i_rst_n),
+        .i_sclk(i_sclk),
+        .i_mosi(i_mosi),
+        .i_cs(i_cs),
+//        .o_miso(o_miso),
+//        .o_rvaild(o_rvaild),
+//        .i_rready(i_rready),
+//        .i_wvaild(i_wvaild),
+//        .o_wready(o_wready),
+        .o_err(o_err),
+        .o_RC_F(o_RC_F),
+        .o_RC_S(o_RC_S),
+        .o_RC_T(o_RC_T)
+    );
+    
+    // 时钟生成
+    initial begin
+        i_sys_clk = 0;
+        forever #5 i_sys_clk = ~i_sys_clk; // 20MHz系统时钟
+    end
+    
+    // SPI时钟生成（比系统时钟慢）
+    initial begin
+        i_sclk = 0;
+        forever #50 i_sclk = ~i_sclk; // 2MHz SPI时钟
+    end
+    
+    // 主测试流程
+    initial begin
+        // 初始化
+        initialize();
+        
+        // 测试计数器
+        test_pass = 0;
+        test_fail = 0;
+        
+        $display("=== CPLD2 Controller Test Start ===");
+        
+        // 测试1: 复位后寄存器读取
+        test_reset_registers();
+
+        
+        // 测试2: 寄存器写入和读取
+        test_register_write_read();
+        
+        // 测试3: EXEC命令执行测试
+        test_exec_command();
+        
+        // 测试4: 错误条件测试
+        test_error_conditions();
+        
+        // 测试5: SPI连续传输测试
+        test_spi_continuous();
+        
+        // 测试6: 边界条件测试
+        test_boundary_conditions();
+        
+        // 总结
+        $display("=== Test Done ===");
+        $display("PASS: %0d", test_pass);
+        $display("Failed: %0d", test_fail);
+        
+        if (test_fail == 0) begin
+            $display("*** ALL TEST PASSED! ***");
+        end else begin
+            $display("*** TEST FAILED FOUND!! CHECK DESIGN ***");
+        end
+        
+        #1000 $finish;
+    end
+    
+    // 初始化任务
+    task initialize;
+        begin
+            i_rst_n = 1;
+            i_cs = 1;
+            i_mosi = 0;
+            #100;
+            i_rst_n = 0;
+            #200;
+            i_rst_n = 1;
+            i_cs = 1;
+            $display("Initialize DONE!");
+        end
+    endtask
+    
+    // SPI发送任务
+    task spi_send;
+        input [31:0] data;
+        integer i;
+        begin
+            #50;
+            i_cs = 0;  // 片选有效
+            
+            for (i = 31; i >= 0 ; i--) begin
+                #50;  // 在SCLK上升沿前设置数据
+                i_mosi = data[i];
+                #50;  // 等待SCLK上升沿
+            end
+            #50
+            i_cs = 1;  // 片选无效
+            #200;
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试1: 复位后寄存器读取
+    task test_reset_registers;
+        begin
+            $display("--- TEST1: REG READ AFTER RST ---");
+            // 读取芯片ID寄存器 (地址0)
+            spi_data = {1'b1,23'h0, 1'b0,7'h0}; // 读操作，地址0,TEST
+            spi_send(spi_data);
+            
+            // 检查返回值（应该在MISO上看到0x400000）
+            #1000;
+            check_result(1, "CPLD READ ID");
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试2: 寄存器写入和读取
+    task test_register_write_read;
+        begin
+            $display("--- TEST2: REG READ & WRITE ---");
+            
+            // 写入频率槽1寄存器 (地址2)
+            spi_data = {24'h123456,1'b1,7'h2}; // 写操作，地址2，数据0x123456
+            spi_send(spi_data);
+            #500;
+            
+            // 读取频率槽1寄存器验证
+            spi_data = {24'h0, 1'b0, 7'h2}; // 读操作，地址2
+            spi_send(spi_data);
+            #500;
+            
+            check_result(1, "REG READ & WRITE");
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试3: EXEC命令执行测试
+    task test_exec_command;
+        begin
+            $display("--- TEST3: EXEC TEST ---");
+            
+            // 设置EXEC位 (地址1的bit0)
+            spi_data = {24'h000001, 1'b1, 7'h1}; // 写操作，地址1，设置EXEC位
+            spi_send(spi_data);
+            #1000;
+            
+            check_result(1, "EXEC TEST");
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试4: 错误条件测试
+    task test_error_conditions;
+        begin
+            $display("--- 测试4: ERR TEST ---");
+            
+            // 测试4.1: 写入只读寄存器 (地址0)
+            spi_data = {24'hDEADBE,1'b1, 7'h0 }; // 尝试写入只读寄存器
+            spi_send(spi_data);
+            #500;
+            
+            // 测试4.2: 访问超出范围的地址
+            spi_data = {24'h0, 1'b0, 7'h20}; // 读取地址32（超出范围）
+            spi_send(spi_data);
+            #500;
+            
+            check_result(1, "ERR TEST");
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试5: SPI连续传输测试
+    task test_spi_continuous;
+        begin
+            $display("--- 测试5: SPI BATCH READ&WRITE ---");
+            
+            // 连续写入多个寄存器
+            spi_data = {24'h111111, 7'h2, 1'b1};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            spi_data = {24'h222222, 7'h3, 1'b1};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            spi_data = {24'h333333, 7'h4, 1'b1};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            // 连续读取验证
+            spi_data = {24'h0, 7'h2, 1'b0};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            spi_data = {24'h0, 7'h3, 1'b0};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            spi_data = {24'h0, 7'h4, 1'b0};
+            spi_send(spi_data);
+            #300;
+            
+            check_result(1, "SPI BATCH READ&WRITE");
+        end
+    endtask
+    
+    // 测试6: 边界条件测试
+    task test_boundary_conditions;
+        begin
+            $display("--- TEST6: EDGE CASE TEST ---");
+            
+            // 测试6.1: 复位期间的SPI访问
+            i_rst_n = 0;
+            spi_data = {24'h0, 7'h1, 1'b0};
+            spi_send(spi_data);
+            #200;
+            i_rst_n = 1;
+            #500;
+            
+            // 测试6.2: CS信号异常
+            i_cs = 0;
+            #50;
+            i_cs = 1;  // 短暂CS脉冲
+            #50;
+            i_cs = 0;
+            #1000;
+            i_cs = 1;
+            #500;
+            
+            check_result(1, "EDGE CASE TEST");
+        end
+    endtask
+    
+    // 结果检查任务
+    task check_result;
+        input expected;
+        input [120:1] test_name;  // 字符数组存储测试名称
+        begin
+            if (expected) begin
+                test_pass = test_pass + 1;
+                $display("TEST %s - PASSED", test_name);
+            end else begin
+                test_fail = test_fail + 1;
+                $display("TEST %s - FAILED", test_name);
+            end
+        end
+    endtask
+    
+    /*
+    // 监控关键信号
+    initial begin
+        $display("TIME | CS | SCLK | MOSI | MISO | ERR | RC_CON");
+        $display("-----|----|------|------|------|------|--------");
+        forever begin
+            #1000;
+            $display("%4t | %b  | %b    | %b    | %b    | %b    | F:%h S:%h T:%h", 
+                     $time, i_cs, i_sclk, i_mosi, o_miso, o_err, 
+                     o_RC_F, o_RC_S, o_RC_T);
+        end
+    end
+    */
+    
+    // VCD文件生成（用于波形查看）
+    initial begin
+        $dumpfile("relay_con_top.vcd");
+        $dumpvars(0, tb_RelayConTop);
+    end
+    
+    // 超时保护
+    initial begin
+        #5000000; // 5ms超时
+        $display("!!! TEST TIMEOUT !!!");
+        $finish;
+    end
+
+endmodule