前两天在使用MAX5开发板的时候，做了很简单的24位计数器，当时没有考虑太多，同时当时的写法是reg【23：0】=24‘b111111111111111111111111 ；
发现资源使用为48个，当时没有考虑太多，觉得是正常现象，后来越考虑越不对，打开结构查看，此时异步复位综合成了同步复位，同时与寄存器相关的查找表变成了1，
后来修改 reg【23：0】=24‘b0；此时发现寄存器资源使用为25个，复位信号变成了异步复位，
根据这个得知 申请reg寄存器的时候，如果其中有 1，那么布局布线的时候，会把1综合到查找表中。

因此以后尽量不要使用reg【count：0】cnt = a 了。
具体的博客内容 因为在博客中没有复制粘贴，就先把内容粘贴上吧

MAX5开发板全面测试-笔记3

在全面测试文章中，提到了资源占用率为48，当时也没有仔细的思考为什么会这么大，哎，看来我的毛躁的毛病一点也么有改变，是时候该改变自己了。闲话转过来。如图1所示资源

 图1

当时的想法是24个count占用了24个寄存器，配置为正常模式。计数器需要23个LE来作为组合逻辑，同时这23个LE应该设置为算术模式。而led2输出占用一个LE,配置为正常模式，这样加起来就是24 +23+1 = 48 了。

 

后来仔细分析 fitting报告

+---------------------------------------------+------------------+

; Resource                                    ; Usage            ;

+---------------------------------------------+------------------+

; Total logic elements                        ; 48 / 570 ( 8 % ) ;

;     -- Combinational with no register       ; 24               ;

;     -- Register only                        ; 19               ;

;     -- Combinational with a register        ; 5                ;

;                                             ;                  ;

; Logic element usage by number of LUT inputs ;                  ;

;     -- 4 input functions                    ; 0                ;

;     -- 3 input functions                    ; 0                ;

;     -- 2 input functions                    ; 23               ;

;     -- 1 input functions                    ; 5                ;

;     -- 0 input functions                    ; 1                ;

;                                             ;                  ;

; Logic elements by mode                      ;                  ;

;     -- normal mode                          ; 26               ;

;     -- arithmetic mode                      ; 22               ;

;     -- qfbk mode                            ; 0                ;

;     -- register cascade mode                ; 0                ;

;     -- synchronous clear/load mode          ; 0                ;

;     -- asynchronous clear/load mode         ; 24               ;

;                                             ;                  ;

              ;

; Maximum fan-out node                        ; clk              ;

; Maximum fan-out                             ; 24               ;

; Highest non-global fan-out signal           ; Add0~37          ;

; Highest non-global fan-out                  ; 5                ;

; Total fan-out                               ; 137              ;

; Average fan-out                             ; 2.49             ;

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看到算术模式的LE 只有22个，而普通模式却是26个，所有有所以疑惑。

在quartus11.0下打开post fitting 发现打不来，于是把程序移植到quartsu10.0下，并用max2来试验，此时打开fpost fitting如图2所示范

图2

打开其中一个小部分 如图3所示范

这里面有一点令我疑惑的是 为什么我设置的异步复位连接的却不是clr引脚，而是ADATA引脚，因此我分析师因为我的程序在复位的时候，设置的为1的缘故，这样相当于导入数据了，不过这样感觉不是异步复位还是同步复位了。！！！！！   这不太明白，待会在分析这个问题，现在回归主题。

如图4所示范

针对counter【0】来讲，由图来分析，每隔一个周期，信号就经过反相器后，进入触发器，这就产生了0-》1-》0的这个循环

 

而针对counter【1】所示范

分析数据

此时counter【0】与counter【1】进过了异或门后，输出数据返回到counter【1】 ，此时counter【1】保持2个周期，同时异或门配置为算术模式

 

针对counter【2】-----counter【22】 此时

分析的原理如同counter【1】所示范，同时配置为算术模式

 

而对于counter【23】

这个可以通过普通模式来进行，

分析后，发现进位链用了23个，而算术逻辑用了22个，其中add0-0用了普通模式，

如图所示范普通模式

 

算术模式

 

 

这样资源使用为 24个counter + 23个进位链（22个算术模式 + 1个普通模式） + osc时钟逻辑 = 48 。

 

这样就对了

 

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在来分析 既然占用48个逻辑，其中24个 1 占用了24个查找表，那么怎么样才能让算术逻辑也走寄存器对应的查找表呢？

程序如下

always @(posedge clk1 or negedge cb)

              begin

                     if (!cb)

                            counter <= 24'b0000_0000_0000_0000_0000_0000 ;

                     else

                            counter <= counter + 1'b1 ;

              end

此时资源和逻辑占用率如下所示范

Total logic elements                        ; 25 / 240 ( 10 % )                                                                               

;     -- Combinational with no register       ; 1                                                                                  

; Logic element usage by number of LUT inputs ;                                                                          

;     -- 4 input functions                    ; 0                                                                                  

;     -- 3 input functions                    ; 0                                                                                 

;     -- 2 input functions                    ; 23                                                                                 

;     -- 1 input functions                    ; 1                                                                                 

;     -- 0 input functions                    ; 1                                                                                  

; Logic elements by mode                      ;                                                       

;     -- normal mode                          ; 3                                                                                  

;     -- arithmetic mode                      ; 22                                                                                

;     -- qfbk mode                            ; 0                                                                                 

;     -- register cascade mode                ; 0

;     -- synchronous clear/load mode          ; 0                                                                                  

;     -- asynchronous clear/load mode         ; 24                                                                                                                         

根据上面的分析，24位的计数器，需要22个算术LE,2个普通模式LE,

1个时钟LE，这样正好是 22 +2+1 = 25 个LE 。

算术模式

普通模式

根据此图可以发现 这一种的优势在于算术逻辑使用后经过DFF，这样就节省了查找表，而第一种方式，查找表占用的是 1 ，所以浪费资源。同时根据下图所示，复位信号此时经过了clr，就是完全的异步复位。

 

此时还是不太理解，为什么在复位的时候，赋值为1，走的就是同步复位，而0就是异步复位。

继续试验

发现问题出在寄存器初始化上

比如在24位的寄存器中

当reg【23：0】counter = 24’b0000_0000_0000_0000_0000_0000 ;

此时走的复位信号就是 异步复位

而当reg【23：0】counter = 24’b100_0000_0000_0000_0000_0000 ;或者countermax5开发板.rar