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半整数分频器设计:5.4.3方案优化

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-12 模3计数器仿真波形2.半整数分频器设计现在通过设计一个分频系数为2.5的分频器,给出用FPGA设计半整数分频器的一般方法。该2.5分频器由前面设计的模3计数器、异或门和D触发器组成,利用图形设计方法构造如图5-13所示的2.5分频器电路原理图。图5-14 2.5分频器仿真波形表5-1 半整数分频器适配分析结果

半整数分频器设计:5.4.3方案优化

1.模3计数器VHDL描述设计

该计数器可产生一个分频系数为3的分频器,并产生一个默认的逻辑符号COUNTER3。其输入端口为RESET、EN和CLK;输出端口为QA和QB。下面给出模3计数器的VHDL描述代码:

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任意模数的计数器与模3计数器的描述结构完全相同,所不同的仅仅是计数器的状态数。上面的程序经编译、时序模拟后,在QuartusⅡ5.0中可得到如图5-12所示的仿真波形。

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图5-12 模3计数器仿真波形

2.半整数分频器设计

现在通过设计一个分频系数为2.5的分频器,给出用FPGA设计半整数分频器的一般方法。该2.5分频器由前面设计的模3计数器、异或门和D触发器组成,利用图形设计方法构造如图5-13所示的2.5分频器电路原理图

978-7-111-34371-4-Part03-23.jpg(www.zuozong.com)

图5-13 2.5分频器电路原理图

3.电路波形仿真

将COUNTER3、异或门和D触发器通过如图5-13所示的电路建立逻辑连接关系,并用原理图输入方式调入图形编辑器,然后经逻辑综合即可得到如图5-14所示的仿真波形。由图中outclk与inclk的波形可以看出,outclk会在inclk每隔2.5个周期处产生一个上升沿,从而实现分频系数为2.5的分频器。设inclk为50MHz,则outclk为20MHz。因此,可见该电路不仅可得到分频系数为2.5的分频器(outclk),而且还可得到分频系数为5的分频器(q)。

选用Altera公司MAX 7000S系列EPM7032LSC44-5型FPGA器件实现半整数分频后,经逻辑综合后的适配分析结果如表5-1所示。本例中的计数器为2位宽的位矢量,即分频系数为4以内的半整数值。若分频系数大于4,则需增大count的位宽。

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图5-14 2.5分频器仿真波形

表5-1 半整数分频器适配分析结果

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