基于D触发器实现时钟威廉希尔官方网站同步设计

lumingluming 2020-08-06 4896

可编程逻辑

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时钟使能威廉希尔官方网站是同步设计的重要基本威廉希尔官方网站，在很多设计中，虽然内部不同模块的处理速度不同，但是由于这些时钟是同源的，可以将它们转化为单一的时钟威廉希尔官方网站处理。在FPGA的设计中，分频时钟和源时钟的skew不容易控制，难以保证分频时钟和源时钟同相。故此推荐采用使用时钟使能的方法，通过使用时钟使能可以避免时钟“满天飞”的情况，进而避免了不必要的亚稳态发生，在降低设计复杂度的同时也提高了设计的可靠性。

我们可以利用带有使能端的D触发器来实现时钟使能的功能。

D触发器

在上图中clk1x是CLK的四分频后产生的时钟，clk1x_en是与clk1x同频的时钟使能信号，用clk1x_en作为DFF的使能端，D端的数据只有在clk1x_en有效地时候才能打入D触发器，从而在不引入新时钟的前提，完成了下图威廉希尔官方网站一致的逻辑功能。

D触发器

在某系统中，前级数据输入位宽为8，而后级的数据输出位宽32，我们需要将8bit的数据转换成32bit的数据，因此后级处理的时钟频率为前级的1/4，若不使用时钟时能，则就要将前级时钟进行4分频来作为后级处理的时钟，这种设计方法会引入新的时钟域，为了避免这种情况，我们采用了时钟时能的方法来减少设计的复杂度。

module gray
(
input clk,
input rst_n,
input [7:0] data_in,
output reg [31:0] data_out,
output reg clk1x_en
);

reg [1:0] cnt;
reg [31:0] shift_reg;

always @ (posedge clk,negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
cnt <= 2'b0;
else
cnt <= cnt +1'b1;
end

always @ (posedge clk,negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
clk1x_en <= 1'b0;
else if(cnt ==2'b01)
clk1x_en <= 1'b1;
else
clk1x_en <= 1'b0;
end

always @ (posedge clk,negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
shift_reg <= 32'b0;
else
shift_reg <= {shift_reg[23:0],data_in};
end

always @ (posedge clk,negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
data_out<= 32'b0;
else if(clk1x_en==1'b1)//仅在clk1x_en为1时才将shift_reg的值赋给data_out
data_out<=shift_reg;
end

D触发器

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