面试官问道针对一个大数分频器(比如1千分频1万分频)的计数器,有什么好方法可以节省一点资源?
当时想了很久,就说按实际分频用到多少位就分配几位,避免一些无用寄存器的使用。然后他摇了摇头,我向他请教,他说正确的是要把大计数器分拆成几个小计数器,溢出计数。他说这样子反转的位数就少,才可靠。
我当时纳闷了,你不是说要节省资源吗?怎么问题跑到这上面去了?
私底下思考了一下,请问大神:分拆成小计数器对节省资源来说有作用吗?按我理解用到几位就需要有几个寄存器,这是省不了的。
盼回复,谢谢!
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因为,你要真的是实际搞过分频器而不只是个书面高手,那你就应该明白:分频器就是同步计数器,而多位同步计数器是很占资源的。分拆成几个小的同步计数器,再串联成大的计数器,就能节省大量的资源!这时,几个小的计数器之间不是同步计数而是异步计数。
谢谢大神您的快速回复!谢谢!经您的解释好像有点懂了。
可以具体举个例子吗?比如用一个8位计数器拆成两个4位来说,具体可以节省哪些资源呢?(寄存器应该是少不了吧,我理解是不是节省了一些组合逻辑资源?)
谢谢您!
节省大量的组合逻辑和布线资源。多位同步计数器的组合逻辑,会是几何级数增加的。布线,也是很占资源的。有时,布线比寄存器占的资源还多!而且,布线多了还要隔离,隔离占用的资源也不小。单层布线走不通,还要用多层布线,这个资源就是几何级数增加了!
纯属胡扯,以altera为例:
- assign led = cnt[127];
- reg [127:0] cnt;
- always @(posedge clk or negedge rst)
- begin
- if(~rst)
- cnt <= 0;
- else
- cnt <= cnt + 1'b1;;
- end
复制代码一个128bit的计数器,消耗资源
- Total logic elements 128 / 10,320 ( 1 % )
- Total combinational functions 128 / 10,320 ( 1 % )
- Dedicated logic registers 128 / 10,320 ( 1 % )
- Total registers 128
复制代码- assign led = cnt2[63];
- reg [63:0] cnt1;
- reg [63:0] cnt2;
- always [url=home.php?mod=space&uid=72445]@[/url] (posedge clk or negedge rst)
- begin
- if(~rst)
- cnt1 <= 0;
- else
- cnt1 <= cnt1 + 1'b1;;
- end
- always @ (posedge clk or negedge rst)
- begin
- if(~rst)
- cnt2 <= 0;
- else if(cnt1 == {64{1'b1}})
- cnt2 <= cnt2 + 1;
- end
复制代码拆分成2个64bit的计数器,消耗资源
- Total logic elements 149 / 10,320 ( 1 % )
- Total combinational functions 149 / 10,320 ( 1 % )
- Dedicated logic registers 128 / 10,320 ( 1 % )
- Total registers 128
复制代码可见拆分为2个更小的计数器,消耗的资源反而更多了,比较cnt2需要多一个比较逻辑才能加
这么做只有一个理由,那就是减少了计数器的组合逻辑路径(减少了加法器的进位链级数),提高了Fmax
可以说是面积换速度吧
好厉害,好厉害,好厉害,好厉害
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