時(shí)鐘是電路的實(shí)際控制者？

時(shí)鐘是整個FPGA設(shè)計(jì)里面無法回避的事物，不能認(rèn)識時(shí)鐘也就沒法做FPGA設(shè)計(jì)。

· 時(shí)鐘控制執(zhí)行順序·

上文解釋了DL程序的并行性，但在設(shè)計(jì)中需要像C/C++語言的串行控制功能，如先接收外部配置指定,然后接收數(shù)據(jù)并完成模塊內(nèi)部配置,再將配置結(jié)果反饋到外部,這需要通過時(shí)間的精確定位來獲取嚴(yán)格的先后關(guān)系。

那么怎么來實(shí)現(xiàn)呢其實(shí)很簡單,假設(shè)全部事件需要5個時(shí)鐘周期,那么利用一個周期為5的循環(huán)計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。在計(jì)數(shù)器為1的時(shí)候，完成事件1；在計(jì)數(shù)器為2的時(shí)候，完成事件2:……如此循環(huán)即可?？偨Y(jié)起來就是按照時(shí)鐘節(jié)拍來完成串行控制。

當(dāng)然,這樣的電路在FPGA資源的利用上是存在浪費(fèi)的，因?yàn)樵趫?zhí)行事件1，用于執(zhí)行事件2,3,4,5的邏輯處于等待狀態(tài)，但其卻始終占用著邏輯資源，也就是這部分電路沒有使能，但是依然存在于FPGA內(nèi)部。

· 實(shí)例分析·

請看如下代碼，建議手動輸入到ise里面，動手綜合后看看實(shí)現(xiàn)的RTL圖，看懂電路原理。

上述代碼綜合后RTL圖如下，淺藍(lán)色圓圈圈住的是生成的3個加法器，就是計(jì)算cnt和y1，y2的3個加法器。黃色方框里面的是觸發(fā)器，負(fù)責(zé)將結(jié)果輸出和反饋到加法器輸入。

仿真的波形圖如下圖，可以看出，每4個時(shí)鐘周期計(jì)算一次結(jié)果，y1永遠(yuǎn)比y2提前一個時(shí)鐘周期出結(jié)果，y1的值永遠(yuǎn)在捕捉到cnt=0的一個上升沿更新，y2永遠(yuǎn)在捕獲到cnt=1的上升沿更新。這也是造成y1提前一周期的原因，所有的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)都是根據(jù)cnt的狀態(tài)變化來的，而cnt的變化是時(shí)鐘節(jié)拍決定的。大家理解好這個例程，也就明白了如何用時(shí)鐘操控電路，按照你的想法去運(yùn)行，同時(shí)學(xué)會了一段式狀態(tài)機(jī)的應(yīng)用。