奇數(shù)分頻如何得到呢？ 解讀奇數(shù)分頻和邏輯分析儀（ILA）的使用

前言：

偶數(shù)分頻容易得到：N倍偶數(shù)分頻，可以通過由待分頻的時鐘觸發(fā)計數(shù)器計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器從0計數(shù)到N/2-1時，輸出時鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并給計數(shù)器一個復(fù)位信號，使得下一個時鐘從零開始計數(shù)。以此循環(huán)下去。

奇數(shù)分頻如何得到呢？

第一部分 奇數(shù)分頻

奇數(shù)分頻方法：

N倍奇數(shù)分頻，首先進(jìn)行上升沿觸發(fā)進(jìn)行模N計數(shù)，計數(shù)到（N-1）/2時輸出時鐘翻轉(zhuǎn)，同時進(jìn)行下降沿觸發(fā)的模N計數(shù)，計數(shù)到（N-1）/2時輸出時鐘翻轉(zhuǎn)時，進(jìn)行輸出時鐘時鐘翻轉(zhuǎn)。兩個占空比非50%的n分頻時鐘相或運算，得到占空比為50%的奇數(shù)N分頻時鐘。

或者使用“相與”，方法與上相同，只是翻轉(zhuǎn)的數(shù)值變?yōu)椋∟-2）/2。

三分頻的Verilog實現(xiàn)：
module Divider_Multiple(
input clk_i,
input rst_n_i,
output div2_o,
output div3_o
);

reg div2_o_r;
always@(posedge clk_i or negedge rst_n_i) //二分頻
begin
if(!rst_n_i)
div2_o_r else
div2_o_r end
reg [1:0] pos_cnt;
reg [1:0] neg_cnt;
always@(posedge div2_o_r or negedge rst_n_i) //上升沿計數(shù)
begin
if(!rst_n_i)
pos_cnt else if(pos_cnt==2'd2)
pos_cnt else
pos_cnt end
always@(negedge div2_o_r or negedge rst_n_i) //下降沿計數(shù)
begin
if(!rst_n_i)
neg_cnt else if(neg_cnt==2'd2)
neg_cnt else
neg_cnt end
reg div3_o_r0;
reg div3_o_r1;
always@(posedge div2_o_r or negedge rst_n_i)
begin
if(!rst_n_i)
div3_o_r0 else if(pos_cnt div3_o_r0 else
div3_o_r0 end
always@(negedge div2_o_r or negedge rst_n_i)
begin
if(!rst_n_i)
div3_o_r1 else if(neg_cnt div3_o_r1 else
div3_o_r1 end
assign div2_o=div2_o_r;
assign div3_o=div3_o_r0 | div3_o_r1; //相或
endmodule

仿真：

仿真文件：
module Divider_Multiple_tb;
// Inputs
reg clk_i;
reg rst_n_i;
// Outputs
wire div2_o;
wire div3_o;
// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
Divider_Multiple uut (
.clk_i(clk_i),
.rst_n_i(rst_n_i),
.div2_o(div2_o),
.div3_o(div3_o)
);
initial
begin
// Initialize Inputs4
clk_i = 0;
rst_n_i = 0;
// Wait 100 ns for global reset to finish
#96;
rst_n_i=1;
end
always
begin
#5 clk_i=~clk_i;
end
endmodule

vivado仿真結(jié)果：

至此，第一部分結(jié)束。

第二部分 邏輯分析儀

增加邏輯分析儀：

首先為了配合手里的zc702板子，修改了一下輸入時鐘；為了觀察分頻信號，增加了一個2Hz的信號，將其連接在led上，可以看見led閃爍。

邏輯分析儀的使用分三步走：

1. 在設(shè)計文件中，在要抓取的信號定義前添加：
(*make_debug="true"*)

2. 導(dǎo)入ILA的IP核：

雙擊添加的IP，在General Options里設(shè)置探針數(shù)（信號組數(shù)）和采樣深度（利用BRAM存儲的），在Probe Ports里設(shè)置信號位寬：

OK之后，點擊Generate。

在IP Source里雙擊模板，將例化模板復(fù)制到設(shè)計文件中，填好對應(yīng)的待測信號：

3. 添加約束-->生成比特文件-->下載-->添加觸發(fā)信號-->抓取。

為了閱讀的連貫性，貼出修改后的代碼：
module Divider_Multiple(
input clk_p,
input clk_n,
input rst_n_i,
output div2_o,
output div3_o,
output div2hz_o
);

IBUFGDS IBUFGDS_inst (
.O(clk_i), // Clock buffer output
.I(clk_p), // Diff_p clock buffer input (connect directly to top-level port)
.IB(clk_n) // Diff_n clock buffer input (connect directly to top-level port)
);
(*make_debug="true"*)wire div2_o;
(*make_debug="true"*)wire div3_o;
(*make_debug="true"*)wire div2hz_o;
reg div2_o_r;
always@(posedge clk_i or negedge rst_n_i) //二分頻
begin
if(rst_n_i)
div2_o_r else
div2_o_r end

reg [1:0] pos_cnt;
reg [1:0] neg_cnt;

always@(posedge div2_o_r or negedge rst_n_i) //上升沿計數(shù)
begin
if(rst_n_i)
pos_cnt else if(pos_cnt==2'd2)
pos_cnt else
pos_cnt end

always@(negedge div2_o_r or negedge rst_n_i) //下降沿計數(shù)
begin
if(rst_n_i)
neg_cnt else if(neg_cnt==2'd2)
neg_cnt else
neg_cnt end

reg div3_o_r0;
reg div3_o_r1;

always@(posedge div2_o_r or negedge rst_n_i)
begin
if(rst_n_i)
div3_o_r0 else if(pos_cnt div3_o_r0 else
div3_o_r0 end
always@(negedge div2_o_r or negedge rst_n_i)
begin
if(rst_n_i)
div3_o_r1 else if(neg_cnt div3_o_r1 else
div3_o_r1 end

reg div2hz_o_r;
reg [25:0] div2hz_cnt;
always@(posedge clk_i or negedge rst_n_i)
begin
if(rst_n_i)
div2hz_cnt else if(div2hz_cnt div2hz_cnt else
div2hz_cnt end
always@(posedge clk_i or negedge rst_n_i)
begin
if(rst_n_i)
div2hz_o_r else if(div2hz_cnt==26'd24_999999 || div2hz_cnt==26'd49_999999)
div2hz_o_r else
div2hz_o_r end

assign div2_o=div2_o_r;
assign div3_o=div3_o_r0 | div3_o_r1; //相或
assign div2hz_o=div2hz_o_r;

ila_0 ila_0_0 ( //邏輯分析儀的例化
.clk(clk_i), // input wire clk
.probe0(div2hz_o), // input wire [0:0] probe0
.probe1({div2_o,div3_o}) // input wire [3:0] probe1
);

endmodule

約束文件如下：
set_property PACKAGE_PIN D18 [get_ports {clk_p}]
set_property IOSTANDARD LVDS_25 [get_ports {clk_p}]
set_property PACKAGE_PIN C19 [get_ports {clk_n}]
set_property IOSTANDARD LVDS_25 [get_ports {clk_n}]

set_property PACKAGE_PIN G19 [get_ports {rst_n_i}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {rst_n_i}]
#GPIO PMOD1
set_property PACKAGE_PIN E15 [get_ports {div2_o}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {div2_o}]
set_property PACKAGE_PIN D15 [get_ports {div3_o}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {div3_o}]
set_property PACKAGE_PIN W17 [get_ports {div2hz_o}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {div2hz_o}]

下載到fpga之后，邏輯分析儀的界面會自動打開，各個區(qū)域的功能如下，先添加觸發(fā)信號，可以右鍵點擊添加，也可以點擊window-->debug probe將信號拖拽至“觸發(fā)信號”區(qū)域：

總結(jié)：

信號運算得到新的信號。沒有仿真就沒有發(fā)言權(quán)。

編輯：hfy