VHDL测试台按键模拟问题排查：莫尔斯码解码器测试异常

从你的描述和代码来看，FPGA板卡上运行正常但测试台无输出，大概率是测试台的按键模拟时序不符合设计的触发要求，以下是具体的问题排查和修复建议：

1. 核心问题：start_read信号未模拟真实按键的脉冲行为 #

你在测试台中把start_read拉为高电平后就一直保持（注释掉了拉低的代码），但FPGA上的物理按键是按下后会释放，产生一个短暂的上升沿脉冲，而不是持续高电平。如果你的LabProject设计是通过检测start_read的上升沿来启动莫尔斯码输出逻辑，那么持续高电平的start_read只会触发一次甚至无法正确触发（取决于内部逻辑的状态机设计）。

修复方法：恢复start_read的拉低代码，给它一个标准的脉冲：

start_read <= '1';
wait for wait_time; -- 保持一个足够长的时间（至少1个时钟周期）让设计检测到
start_read <= '0';
wait;

2. 检查设计的复位信号（可能的隐藏问题） #

你的测试台代码里没有复位信号，但FPGA板卡通常有硬件复位电路（上电自动复位或复位按键）。如果你的LabProject内部逻辑依赖复位信号来初始化状态机、寄存器等，那么测试台里缺少复位会导致内部状态处于未知状态，从而无法正常输出。

解决方法：

• 如果LabProject有复位端口，在测试台中添加复位信号，并在测试开始时先执行复位操作：

  -- 在Inputs部分添加复位信号
  signal rst_n : std_logic := '0';
  
  -- 在UUT实例化中添加复位端口映射
  uut: LabProject PORT MAP ( 
      char => char, 
      save => save, 
      start_read => start_read, 
      clk => clk, 
      rst_n => rst_n, -- 假设是低电平复位
      p_out => p_out 
  );
  
  -- 在stim_proc开头添加复位流程
  stim_proc: process
  begin
      -- 先复位
      rst_n <= '0';
      wait for wait_time;
      rst_n <= '1';
      wait for wait_time;
  
      -- 之后再执行原来的char和save操作...
  

3. 验证save信号的时序是否符合设计要求 #

你当前的save操作是先设置char，等待10ns后拉save为高，再等10ns拉低，这个时序是合理的（确保char在save触发前稳定）。但可以进一步确认：

• 确保save的高电平持续时间至少覆盖一个时钟周期（你的wait_time=10ns是5个时钟周期，完全足够）
• 如果设计中save是上升沿触发，当前的操作是正确的；如果是电平触发，那需要确认持续时间是否满足设计要求

4. 利用仿真波形排查时序问题 #

建议在仿真工具中查看以下信号的波形：

• clk、char、save、start_read：确认这些输入信号的时序是否和FPGA板卡上的实际按键行为一致
• p_out以及LabProject内部的关键信号（比如状态机状态、移位寄存器输出等）：如果能看到内部信号，更容易定位是输入触发问题还是内部逻辑未启动

按照以上步骤修改后，应该能解决测试台中p_out无变化的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hex