FPGA入门篇———Verilog计数器

明德扬吴老师

一．Verilog介绍

        Verilog HDL是一种硬件描述语言，以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。 Verilog HDL和VHDL是世界上最流行的两种硬件描述语言，都是在20世纪80年代中期开发出来的。前者由Gateway Design Automation公司（该公司于1989年被Cadence公司收购）开发。两种HDL均为IEEE标准。

二．Verilog计数器

例题：

我们用 明德杨《至简设计法》--八部计数法来分析此题

1). 明确目标：找输入输出并绘画I/O表

        ① 输入输出：

1.模块时钟，D触发器中clk和rst_n为输入，位宽默认为1。

                    2.题目给出输出为dout，位宽和时钟默认为1。

        ② I/O表：

2). 画波形图

① 根据题目分析绘画波形图

                先看第一个阶段a部分：

完成第一阶段后继续后面的内容：

3). 计数框架

① 计数结构：

以该题为例，题目要求多次收到en的信号，多个阶段的信号处理，所以

    我们可以优先考虑使用两个计数器，命名为cnt_0和cnt_1，分别来记录en=1

后dout处于哪个阶段。

4). 加一结束条件

u cnt_0加1条件：收到en的信号后，利用变量flag_add辅助来持续周期，所以cnt_0=flag_add为

       加1条件。

u cnt_1加1条件：当cnt_0完成一个阶段计数后，每收到en的信号，cnt_1就开始计数，完成一个阶段cnt_1加1，所以  cnt_1=end_cnt_0  为加1条件。

5). 定义特殊点

a  整个功能的开始点：en；

b  cnt_0的结束条件：cnt _0= x-1，定为end_cnt_0；

c  cnt_1的结束条件：cnt_1= 3-1，定为end_cnt_1；

d  dout变高条件：en==1。  

6). 完整性检查

保证每个信号的变化条件已经清晰明确，并且变化条件要用信号表示。

                            a. cnt_0

                   cnt_0 cnt_0初始值：0；

                   cnt_0的加1条件：flag_add==1；

                   cnt_0的结束条件：计数至cnt==x-1；

                 b.  cnt_1

                    cnt_1初始值：0；

                    cnt_1的加1条件：cnt_1=end_cnt_1；

                    cnt_1的结束条件：cnt_3-1;

                            c.   dout

                   dout由0→1：en = 1；

                   dout由1→0：end_cnt_0；

d.  flag_add

                       flag_add由0→1：en==1

                              flag_add由1→0：end_cnt_1

e.   x与z

                       cnt_1 == 0：                          cnt_1 == 1:

                    x = 5;                                x = 7;

                    z = 1;                                z = 2;

                        cnt_1 == 2;

                             x = 2;

                             z = 3;

                     x为时钟周期，z是数值

7). 计数器代码

Ø 计数器框架、加1条件

    和结束条件代码

8). 功能代码

Ø 按照完整性检查，写

   出计数器之外的代码。

       最后仿真检测一下代码：

      

第一次接收到en信号

第二次接收到en信号