`timescale 1ns / 1ps

module tb_digital_top();

    // 参数定义
    parameter CLK_PERIOD = 10;      // 100MHz 系统时钟
    parameter SCLK_PERIOD = 100;    // 10MHz SPI时钟 (必须比系统时钟慢)

    // 信号声明
    logic clk;
    logic rst_n;
    logic [4:0] cfgid;
    
    logic sclk;
    logic csn;
    logic mosi;
    logic miso;
    logic oen;


    // 实例化 DUT
    digital_top u_digital_top (
        .clk     (clk    ),
        .rst_n   (rst_n  ),
        .cfgid   (cfgid  ),
        .sclk    (sclk   ),
        .csn     (csn    ),
        .mosi    (mosi   ),
        .miso    (miso   ),
        .oen     (oen    ),
        .sig_in  (       )
    );

    // 系统时钟产生
    initial begin
        clk = 0;
        forever #(CLK_PERIOD/2) clk = ~clk;
    end

    // 初始复位与赋值
    initial begin
        rst_n = 0;
        sclk  = 0;
        csn   = 1;
        mosi  = 0;
        cfgid = 5'h0A; // 设定芯片ID为 10

        #(CLK_PERIOD * 10);
        rst_n = 1;
        #(CLK_PERIOD * 10);

        // --- 开始测试 ---
        
        // 1. 测试写操作: 写入 0x12345678 到 地址 0x100
        spi_write(25'h100, 5'h0A, 32'h12345678);
        
        #(SCLK_PERIOD * 5);

        // 2. 测试读操作: 从地址 0x100 读取 (验证读使能和地址)
        spi_read(25'h222, 5'h0A);

        #(SCLK_PERIOD * 20);
        $display("Test Bench Finished.");
        $finish;
    end

    // ---------------------------------------------------------
    // Task: SPI 发送/接收 32位数据
    // ---------------------------------------------------------
    task spi_xfer_32(input [31:0] data_in, output [31:0] data_out);
        for (int i = 31; i >= 0; i--) begin
            mosi = data_in[i];      // MSB First
            #(SCLK_PERIOD/2);
            sclk = 1;               // 上升沿，DUT采样
            #(SCLK_PERIOD/2);
            data_out[i] = miso;     // 采样从机发回的数据
            sclk = 0;
        end
    endtask

    // ---------------------------------------------------------
    // Task: 写操作 (wnr=0)
    // ---------------------------------------------------------
    task spi_write(input [24:0] target_addr, input [4:0] id, input [31:0] data);
        logic [31:0] header;
        logic [31:0] dummy;
        
        header = {1'b0, target_addr, id, 1'b0}; // 构造命令帧
        
        $display("[WRITE] Addr: %h, Data: %h", target_addr, data);
        
        csn = 0;
        spi_xfer_32(header, dummy); // 发送命令
        spi_xfer_32(data,   dummy); // 发送数据
        csn = 1;
        mosi = 0;
    endtask

    // ---------------------------------------------------------
    // Task: 读操作 (wnr=1)
    // ---------------------------------------------------------
    task spi_read(input [24:0] target_addr, input [4:0] id);
        logic [31:0] header;
        logic [31:0] read_val;
        
        header = {1'b1, target_addr, id, 1'b0}; // 构造命令帧 (wnr=1)
        
        $display("[READ]  Addr: %h", target_addr);
        
        csn = 0;
        spi_xfer_32(header, read_val); // 发送命令帧，此时读回的可能是无用数据
        spi_xfer_32(32'h0,  read_val); // 发送Dummy，接收真正的读数据
        csn = 1;
        mosi = 0;
        
        $display("[READ]  Result: %h", read_val);
    endtask

endmodule