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任意分频的实现(verilog).doc

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任意分频的 verilog 语言实现 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 : 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) always @ (negedge 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; i<=i+1; else end always @( posedge clk) if(!reset) else clk11<=0; 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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