FPGA编程中实现时钟分频的方法主要有两种:
通过寄存器实现时钟分频
这种方法通过一个计数器来实现分频。计数器在时钟的上升沿或下降沿进行计数,当计数器达到设定的值时,输出时钟信号发生翻转。
例如,一个简单的8分频模块可以通过以下Verilog代码实现:
```verilog
module clk_divider (
input clk,
input reset,
output reg clk_out
);
reg [7:0] counter;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
counter <= 0;
end else if (counter == 8'hFF) begin
counter <= 0;
clk_out <= !clk_out; // 取反输出时钟信号
end else begin
counter <= counter + 1;
end
end
endmodule
```
通过PLL(Phase Locked Loop,锁相环)实现时钟分频
如果FPGA中有PLL,可以利用厂家提供的分频/倍频IP核来实现分频,这种方法相对简单且灵活。
如果没有PLL,则需要自己描述分频模块,实现起来可能较为复杂。
奇数倍分频示例
```verilog
module div(
input MCLK,
output DIV5_CLK,
output DIV0,
output DIV1,
output COUNT0
);
input MCLK;
output DIV5_CLK;
output DIV0;
output DIV1;
output [2:0] COUNT0;
parameter N = 5;
parameter M = 2;
reg [2:0] COUNT0 = 0;
reg [2:0] COUNT1 = 0;
always@(posedge MCLK) begin
if(COUNT0 == 2) begin
DIV0 <= 0;
end else if(COUNT0 == N - 1) begin
COUNT0 <= 0;
DIV0 <= 1;
end
COUNT0 <= COUNT0 + 1;
end
always@(negedge MCLK) begin
if(COUNT1 == 2) begin
DIV1 <= 0;
end else if(COUNT1 == N - 1) begin
COUNT1 <= 0;
DIV1 <= 1;
end
COUNT1 <= COUNT1 + 1;
end
assign DIV5_CLK = DIV0 | DIV1;
endmodule
```
偶数分频示例
```verilog
module clk_divider_even(parameter NUM = 8) (
input clk,
input rst,
output reg clk_o
);
localparam WIDTH = $clog2(NUM);
localparam CNT_END = NUM / 2 - 1;
reg [WIDTH - 1:0] cnt;
always@(posedge clk or negedge rst) begin
if (!rst) begin
cnt <= 0;
end else if (cnt == CNT_END) begin
cnt <= 0;
clk_o <= ~clk_o;
end else begin
cnt <= cnt + 1;
end
end
endmodule
```
总结
寄存器实现:适用于简单的分频需求,如8分频等。
PLL实现:适用于需要更高灵活性和精确分频的应用。
奇数分频:需要利用计数器的上升沿和下降沿来实现。
偶数分频:可以通过简单的计数器翻转来实现。
根据具体的应用需求和FPGA的资源情况,可以选择合适的方法来实现时钟分频。