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(2N+1-X)/(2N+1)分频,用模(2N+1)计数器模块可以实现。取0至2N-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N+A/B倍分频(N、A、B∈Z,A≦B) 分别设计一个分频值为N和分频值N+1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: 设N出现的频率为a,则N×a+(N+1)×(B-a)=N×B+A 求解a=B-A; 所以N+1出现的频率为A.例如实现7+2/5分频,取a为3,即7×3+8×2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;