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任意分频的verilog语言实现!!

已有 11707 次阅读| 2009-3-30 19:38 |个人分类:FPGA设计

现来说说分频原理吧,原理通了,什么都好办了。

1. 偶数倍(2N)分频

使用一模N计数器模块即可实现,即每当模N计数器上升沿从0开始计数至N-1时,输出时钟进行翻转,同时给计数器一复位信号使之从0开始重新计数,以此循环即可。偶数倍分频原理示意图见图1

2. 奇数倍(2N+1)分频

1)占空比为X/(2N+1)或(2N1-X/2N+1)分频,用模(2N1)计数器模块可以实现。取02N-1之间一数值X(0,当计数器时钟上升沿从0开始计数到X值时输出时钟翻转一次,在计数器继续计数达到2N 时,输出时钟再次翻转并对计数器置一复位信号,使之从0开始重新计数,即可实现。

2)占空比为50%的分频,设计思想如下:基于(1)中占空比为非50%的输出时钟在输入时钟的上升沿触发翻转;若在同一个输入时钟周期内,此计数器的两次输出时钟翻转分别在与(1)中对应的下降沿触发翻转,输出的时钟与(1)中输出的时钟进行逻辑或,即可得到占空比为50%的奇数倍分频时钟。当然其输出端再与偶数倍分频器串接则可以实现偶数倍分频。奇数倍分频原理示意图见图2。(这也是许多公司常出的面试题,^_^,是不是很简单?)

3. N-0.5倍分频

采用模N计数器可以实现。具体如下:计数器从0开始上升沿计数,计数达到N-1上升沿时,输出时钟需翻转,由于分频值为N-0.5,所以在时钟翻转后经历0.5个周期时,计数器输出时钟必须进行再次翻转,即当CLK为下降沿时计数器的输入端应为上升沿脉冲,使计数器计数达到N而复位为0重新开始计数同时输出时钟翻转。这个过程所要做的就是对CLK进行适当的变换,使之送给计数器的触发时钟每经历N-0.5个周期就翻转一次。N-0.5倍:取N=3,分频原理示意图见图3

对于任意的NA/B倍分频(NABZAB

分别设计一个分频值为N和分频值N1的整数分频器,采用脉冲计数来控制单位时间内两个分频器出现的次数,从而获得所需要的小数分频值。可以采取如下方法来计算个子出现的频率:

N出现的频率为a,则N×a+(N+1)×(B-a)=N×BA 求解aB-A; 所以N1出现的频率为A.例如实现72/5分频,取a3,即7×38×2就可以实现。但是由于这种小数分频输出的时钟脉冲抖动很大,现实中很少使用。

通常实现偶数的分频比较容易,以十分频为例:
always @( posedge clk or posedge reset)
         if(reset)
             begin
             k<=0;
            clk_10<=0;
              end
        else
          if(k==4)
            begin
                  k<=0;
              clk_10<=~clk_10;
            end      
        else
          k<=k+1;

  二分频最简单了,一句话就可以了:               always @ (negedge clk)        clk_2<=~clk_2;
若进行奇数分频,则稍微麻烦点,以11分频为例:
always @( posedge clk)
        if(!reset)
          begin  
                i<=0;
            clk11<=0;
          end
        else    
          if(i==5)
                begin
                  clk11<=~clk11;
                   i<=i+1;
                end
        else
           if(i==10)
             begin
               i<=0;
               clk11<=~clk11;
           end
        else
          i<=i+1;

  以上语句虽然可以实现,但是逻辑有点繁,弄不好就出错了,建议使用两个always语句来实现:
always @( posedge clk)
       if(!reset)  
             i<=0;
       else
         begin
               if(i==10)
                 i<=0;
    else
             i<=i+1;
         end
    
always @( posedge clk)
       if(!reset)      
              clk11<=0;   
       else
          if((i==5)|(i==10))  
     clk11<=~clk11;
   
  两个always,一个用来计数,一个用来置数。另外,这个样子好像也可以,在时钟的上升沿和下降沿都计数,但是不被综合器综合,会提示敏感信号太复杂:
always @( posedge clk or negedge clk)
       if(reset)
             begin
               k<=0;
               clk_11<=0;
             end
       else
         if(k==10)
               begin
                 k<=0;
                 clk_11<=~clk_11;
               end      
        else
         k<=k+1;


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发表评论 评论 (4 个评论)

回复 易明 2009-8-23 18:19
相当不错
回复 liuning0041 2010-5-14 18:36
写的不错
回复 csyyj 2011-3-18 17:13
一处2N该为2N+1

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