2017-06-07 65 views
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我是verilog和HDL的新手。
我想實現一個N分頻器,
它計數時鐘滴答(pos和neg),並從輸入clk的第一個上升沿開始計數機制。
另外,clk分頻器必須支持同步rst_n。使用fsm避免使用frequecny分頻器的鎖存器 - Verilog

我採用Altera的Quartus和下面的代碼

module clk_divider_fsm 
 
(
 
\t in_clk, 
 
\t rst_n, 
 
\t out_clk 
 
); 
 

 
input in_clk, rst_n; 
 
output out_clk; 
 

 
parameter prescaler = 10; 
 
parameter BIT_DEPTH = `CLOG2(prescaler); 
 
parameter S0 = 2'b00, S1 = 2'b01, S2 = 2'b10; 
 
parameter CNT_RESET = {BIT_DEPTH{1'b0}}; 
 
//parameter CNT_FIRST = {BIT_DEPTH-1{1'b0}, 1'b1}; 
 
reg [1:0] ps, ns; 
 
reg out_change; 
 
reg out; 
 
reg [BIT_DEPTH:0] cnt; 
 

 
initial 
 
begin 
 
\t ps = S0; 
 
\t ns = S0; 
 
\t cnt = CNT_RESET; 
 
\t out_change = 1'b0; 
 
\t out = 1'b0; 
 
end 
 

 
always @ (in_clk) 
 
begin 
 
\t if(!rst_n) 
 
\t \t ps = S0; 
 
\t else 
 
\t \t ps = ns; 
 
// \t begin 
 
// \t \t if(ns != ps) 
 
// \t \t \t ps = ns; 
 
// \t end 
 
end 
 

 
always @ (in_clk) 
 
begin 
 
\t case(ps) 
 
\t \t S0: begin 
 
\t \t \t if(in_clk === 1'b1) 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t out_change <= 1'b1; 
 
\t \t \t \t ns <= S1; 
 
\t \t \t \t cnt <= CNT_RESET + 1'b1; 
 
\t \t \t end 
 
\t \t \t else 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t out_change <= 1'b0; 
 
\t \t \t \t cnt <= CNT_RESET; 
 
\t \t \t \t ns <= S0; 
 
\t \t \t end 
 
\t \t end 
 
\t \t S1: begin 
 
\t \t \t if(in_clk === 1'b0) 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t if(cnt == prescaler) 
 
\t \t \t \t begin 
 
\t \t \t \t \t cnt <= CNT_RESET + 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t out_change <= 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t ns <= S2; 
 
\t \t \t \t end 
 
\t \t \t \t else 
 
\t \t \t \t begin 
 
\t \t \t \t \t cnt <= cnt + 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t out_change <= 1'b0; 
 
\t \t \t \t \t ns <= S2; 
 
\t \t \t \t end 
 
\t \t \t end 
 
\t \t \t else 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t out_change = 1'b0; 
 
\t \t \t \t ns = S1; 
 
\t \t \t \t cnt <= cnt; 
 
\t \t \t end 
 
\t \t end 
 
\t \t 
 
\t \t S2: begin 
 
\t \t \t if(in_clk == 1'b1) 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t if(cnt == prescaler) 
 
\t \t \t \t begin 
 
\t \t \t \t \t cnt <= CNT_RESET + 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t out_change <= 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t ns <= S1; 
 
\t \t \t \t end 
 
\t \t \t \t else 
 
\t \t \t \t begin 
 
\t \t \t \t \t cnt <= cnt + 1'b1; 
 
\t \t \t \t \t out_change <= 1'b0; 
 
\t \t \t \t \t ns <= S1; 
 
\t \t \t \t end 
 
\t \t \t end 
 
\t \t \t else 
 
\t \t \t begin 
 
\t \t \t \t out_change = 1'b0; 
 
\t \t \t \t ns = S2; 
 
\t \t \t \t cnt <= cnt; 
 
\t \t \t end 
 
\t \t end 
 
\t \t default: begin 
 
\t \t \t out_change <= 1'b0; 
 
\t \t \t cnt <= CNT_RESET; 
 
\t \t \t ns <= S0; 
 
\t \t end 
 
\t endcase 
 
\t 
 
\t if(!rst_n) 
 
\t begin 
 
\t \t ns <= S0; 
 
\t \t cnt <= CNT_RESET; 
 
\t end 
 
end 
 

 
always @ (posedge out_change or negedge rst_n) 
 
begin 
 
\t if(!rst_n) 
 
\t \t out <= 1'b0; 
 
\t else 
 
\t \t out <= ~out; 
 
end 
 

 

 
assign out_clk = (prescaler == 1) ? (in_clk & rst_n) : out; 
 

 
endmodule

合成後我得到用於CNT寄存器鎖存器警告。
我在做什麼錯?

你能指導我一些很好的練習技巧,以避免將來出現這種情況,或者採用更優雅的方式來實現這些RTL?

感謝

回答

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如果你想成爲同步你不能做到這一點。您必須在in_clk的相同posedge上更改值。但是一般來說,我們使用PLL/DCM來劃分時鐘。時鐘在FPGA中使用特殊緩衝器進行特殊佈線。

[編輯]

always @ (in_clk) 

這將合成鎖存器。如果你不想鎖存(並且是同步的),你必須用同樣的時鐘觸發你所有的進程(總是@)。在你的情況與IN-CLK相同posedge:

always @ (posedge in_clk) 

Synthesizing Latches

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感謝您的回答。我正在嘗試實現一個簡單的時鐘分頻器用於學習目的。爲什麼有閂鎖使用上面的設計? – vintox

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有鎖存器,因爲你不完全同步。 – FabienM

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鎖存器用於cnt寄存器,不用於out和out_change寄存器。爲什麼out_change機制正在影響狀態機計數器? – vintox