📄 分频器的硬件描述语言设计.htm
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<title>分频器的硬件描述语言设计</title>
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<table width=778 height="36" border=0 align="center" cellpadding=0 cellspacing=0 bgcolor="#000066">
<tbody>
<tr>
<td class=tbgc rowspan="2" background="/images/index/mast_logo.gif" width=116> </td>
<td width=37 bgcolor="#504A8A" height="20"> </td>
<td width=303 bgcolor="#504A8A" height="20"> <div align="right"><font color="#FFFFFF" class="font10"><span class="font10"><b class="font10_white">可编程逻辑器件 中文网站</b></span></font></div></td>
<td width=304 bgcolor="#504A8A" height="20"> <div align="right"><font color="#6699cc"><font color="#FAFAFA" class="index2"><span class="index2">推荐使用1024x768分辨率</span></font><span class="index2"><font color="#CCCCCC" class="index2"> </font></span></font></div></td>
</tr>
<tr>
</tr>
</tbody>
</table>
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="778" align="center" class="font10">
<tr bgcolor="#000066" align="center" valign="middle">
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<td class="font9" height="17" width="80"><b><font color="#CCCCCC"><a href="../../advance.htm" class="index">设计进阶</a></font></b></td>
<td class="font9" height="17" width="80"><b><font color="#CCCCCC"><a href="../../hdl.htm" class="index">HDL语言</a></font></b></td>
<td class="font9" height="17" width="80"><b><font color="#CCCCCC"><a href="../../manufacturer.htm" class="index">PLD厂商</a></font></b></td>
<td class="font9" height="17" width="80"><b><font color="#CCCCCC"><a href="../../freeip.htm" class="index">参考设计</a></font></b></td>
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</tr>
<!--msnavigation-->
</table>
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="778" align="center" class="font10">
<tr>
<td width="119" bgcolor="#E8E8E8"> </td>
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<font color="#000066">欢迎来到可编程逻辑器件中文网站! www.PLD.com.cn </font>
</marquee></td>
</tr>
<!--msnavigation-->
</table>
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="778" align="center">
<tr>
<td valign="top" width="119" bgcolor="#E8E8E8"> <div align="left"><!-- #BeginEditable "column" --><!-- #EndEditable --> </div></td>
<!--msnavigation-->
<td valign="top" height="52"> <div align="center">
<center>
<!-- #BeginEditable "Content" -->
<p> </p>
<p> </p>
<p align="center" class="font12B"><strong>分频器的硬件描述语言设计 </strong></p>
<p align="center"><strong> </strong></p>
<blockquote>
<p align="left">在数字电路中，常需要对较高频率的时钟进行分频操作，得到较低频率的时钟信号。我们知道，在硬件电路设计中时钟信号是最重要的信号之一。 下面我们介绍分频器的 VHDL 描述，在源代码中完成对时钟信号 CLK 的 2 分频， 4 分频， 8 分频， 16 分频。 这也是最简单的分频电路，只需要一个计数器即可。</p>
<p align="left"> </p>
<blockquote>
<p align="left">LIBRARY IEEE; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p>
<p align="left"> </p>
<p align="left">ENTITY clkdiv IS </p>
<blockquote>
<p align="left">PORT(clk : IN STD_LOGIC; </p>
<blockquote>
<p align="left">clk_div2 : OUT STD_LOGIC; </p>
<p align="left">clk_div4 : OUT STD_LOGIC; </p>
<p align="left">clk_div8 : OUT STD_LOGIC; </p>
<p align="left">clk_div16 : OUT STD_LOGIC); </p>
</blockquote>
</blockquote>
<p align="left">END clk_div; </p>
<p align="left"> </p>
<p align="left">ARCHITECTURE rtl OF clk_div IS </p>
<blockquote>
<p align="left">SIGNAL count : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); </p>
</blockquote>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">PROCESS(clk) </p>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF (clk'event AND clk=' 1' ) THEN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF(count=” 1111” ) THEN </p>
<blockquote>
<p align="left">Count <= (OTHERS =>' 0' ); </p>
</blockquote>
<p align="left">ELSE </p>
<blockquote>
<p align="left">Count <= count +1; </p>
</blockquote>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END PROCESS; </p>
<p align="left">clk_div2 <= count(0); </p>
<p align="left">clk_div4 <= count(1); </p>
<p align="left">clk_div8 <= count(2); </p>
<p align="left">clk_div16 <= count(3); </p>
</blockquote>
<p align="left">END rtl; </p>
<p align="left"> </p>
</blockquote>
<p align="left">对于分频倍数不是 2 的整数次幂的情况，我们只需要对源代码中的计数器进行一下计数控制就可以了，如下面源代码描述一个对时钟信号进行 6 分频的分频器。 </p>
<p align="left"> </p>
<blockquote>
<p align="left">ENTITY clkdiv IS </p>
<blockquote>
<p align="left">PORT(clk : IN STD_LOGIC; </p>
<blockquote>
<p align="left">clk_div6 : OUT STD_LOGIC); </p>
</blockquote>
</blockquote>
<p align="left">END clk_div; </p>
<p align="left"> </p>
<p align="left">ARCHITECTURE rtl OF clk_div IS </p>
<blockquote>
<p align="left">SIGNAL count : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); </p>
<p align="left">SIGNAL clk_temp : STD_LOGIC; </p>
</blockquote>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">PROCESS(clk) </p>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF (clk'event AND clk=' 1' ) THEN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF(count=” 10” ) THEN </p>
<p align="left">count <= (OTHERS =>' 0' ); </p>
<p align="left">clk_temp <=NOT clk_temp; </p>
<p align="left">ELSE </p>
<p align="left">count <= count +1; </p>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END PROCESS; </p>
<p align="left">clk_div6 <= clk_temp; </p>
</blockquote>
<p align="left">END rtl; </p>
</blockquote>
<p align="left"> </p>
<p align="left">前面两个分频器的例子描述的将时钟信号进行分频，分频后得到的时钟信号的占空比为 1 ： 1 。在进行硬件设计的时候，往往要求得到一个占空比不是 1 ： 1 的分频信号，这时仍采用计数器的方法来产生占空比不是 1 ： 1 的分频信号。下面源代码描述的是这样一个分频器：将输入的时钟信号进行 16 分频，分频信号的占空比为 1 ： 15 ，也就是说，其中高电位的脉冲宽度为输入时钟信号的一个周期。 </p>
<blockquote>
<p align="left">LIBRARY IEEE; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; </p>
<p align="left">USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p>
<p align="left"> </p>
<p align="left">ENTITY clkdiv IS </p>
<blockquote>
<p align="left">PORT(clk : IN STD_LOGIC; </p>
<blockquote>
<p align="left">clk_div16 : OUT STD_LOGIC); </p>
</blockquote>
</blockquote>
<p align="left">END clk_div; </p>
<p align="left"> </p>
<p align="left">ARCHITECTURE rtl OF clk_div IS </p>
<blockquote>
<p align="left">SIGNAL count : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); </p>
</blockquote>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">PROCESS(clk) </p>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF (clk'event AND clk=' 1' ) THEN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF(count=” 1111” ) THEN </p>
<p align="left">Count <= (OTHERS =>' 0' ); </p>
<p align="left">ELSE </p>
<p align="left">Count <= count +1; </p>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END PROCESS; </p>
<blockquote>
<p align="left"> </p>
</blockquote>
<p align="left">PROCESS(clk) </p>
<p align="left">BEGIN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF (clk'event AND clk=' 1' ) THEN </p>
<blockquote>
<p align="left">IF(count=” 1111” ) THEN </p>
<p align="left">Clk_div16 <= ‘ 1' ; </p>
<p align="left">ELSE </p>
<p align="left">Clk_div <= ‘ 0' ; </p>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END IF ; </p>
</blockquote>
<p align="left">END PROCESS; </p>
</blockquote>
<p align="left">END rtl; </p>
</blockquote>
<p align="left"> </p>
<p align="left">对于上述源代码描述的这种分频器，在硬件电路设计中应用十分广泛，设计人员常采用这种分频器来产生选通信号、中断信号和数字通信中常常用到的帧头信号等。 </p>
<p align="left">希望深入了解的朋友，还可以思考奇数分频，半整数分频和小数分频的方法，在FPGA设计中，这些都是可以实现的，如果您希望更多信息，请继续阅读：</p>
<p align="left"> </p>
<blockquote>
<p align="left" class="font9"><font size=4><a href="../../application/a81.htm" class="font9">基于CPLD/FPGA的半整数分频器的设计</a></font></p>
<p align="left" class="font9"><font size=4><a href="../../application/a111.htm" class="font9">基于FPGA的多种形式分频的设计与实现 </a></font></p>
<p align="left" class="font9"><a href="advance/clockpll.htm" class="font9">FPGA内部时钟处理的常见设计方法</a></p>
</blockquote>
</blockquote>
<p align="left"> </p>
<p> </p>
<p> </p>
<!-- #EndEditable -->
</center>
</div></td>
</tr>
<!--msnavigation-->
</table>
<table border="0" width="778" cellspacing="0" cellpadding="0" align="center" class="font9" bgcolor="#000000" height="35">
<tr>
<td width="4%" height="10" align="center" bgcolor="#000066"> <div align="left"><font color="#FFFFFF" face="Arial, Helvetica, sans-serif"></font></div></td>
<td width="96%" height="10" align="center" bgcolor="#000066"> <div class="index">
<div align="left"><span class="font9_white"><b><a href="../../others/aboutus.html" class="index" target="_blank"><font face="Arial, Helvetica, sans-serif">about us</font></a></b></span><b> <font color="#CCCCCC"><span class="index2">|</span></font><span class="font9"><font color="#CCCCCC" face="Arial, Helvetica, sans-serif"> Site Map </font><font color="#CCCCCC">| </font></span></b></div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="middle" bgcolor="#F3F3F3">
<td height="18" align="center" colspan="2"> <p><font color="#666666"><span class="font9">copyright© 1999-2003 all rights reserved www.PLD.com.cn</span></font></p></td>
</tr>
<tr bgcolor="#F3F3F3">
<td height="23" align="center" colspan="2"><font color="#666666">e-mail: <span class="email">fpga.com.cn<img src="../../images/index/@.gif" width="7" height="10">126.com</span></font></td>
</tr>
<tr bgcolor="#FFFFFF">
<td height="23" align="center" colspan="2"> </td>
</tr>
</table>
</body>
<!-- #EndTemplate --></html>
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