论文研究-基于FPGA的通用分频器设计 .pdf

所需积分/C币:16 2019-08-15 15:37:25 253KB .PDF
收藏 收藏
举报

基于FPGA的通用分频器设计,张小琴,陈适,分频器是数字系统设计中的基本电路,在同一个设计中有时要求多种形式的分频,如偶数分频、奇数分频、半整数分频等;有时要求等占
国科技论文在线 http://www.paperedu.cn 占空比为50%的N倍(N为奇数)分频的实现方法首先通过时钟的上升沿触发进行计数 讣数到某一个特定值时对计数输出进行翻转,然后绎过(N-1)2个输入时钟,再次对计数 输出进行翻转,从而得到·个占空比非50%的N倍奇数分频时钟。在此同吋进行时钟的下 降沿触发进行讣数,当讣数到和升沿触发输岀时钟翻转时所选的特定值相冋时,对讣数输 出进行翻转,同样经过(N-1)2个时钟时,再次对计数输出进行翻转,从而得到另一个占空比 非50%的N倍奇数分频时钟。然后对两个占空比非50%的N倍奇数分频时钟进行逻辑或运 算,就能得到个占空比为50%的N倍奇数分频吋钟。如进行三倍分频吋钟设计吋,先通 过待分频时钟上升沿触发计数器过行模三计数,当计数器计数到特定值时进行翻转,比如可 以在计数器计数到时,输岀时钟进行翻转,当计数到2时再次进行翻转,这样实际上实现 个占空比为1/3的三分频时钟。然后通过待分频时钟下降沿触发计数,不用和上升沿触发的计 数相似的方法,可以产生另外一个三分频的时钟,然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产 生的时钟进行逻辑或运算就可得到占空比为50%的三分频时钟。 3.3半整数分频 半整数分频器设计思想:通过异或门和2分频模块组成个改变输入频率的脉冲添加电 路,也就是说N-0.5个输入信号周期內产生了N个训数脉冲,即输入信号其中的一个含一个 脉冲的周期变为含两个脉冲的周期。而这‘改变正是输入频率与2分频输出异或的结果。由 2分频输出决定一个周期产生两个脉冲有两种方式:当一个输入信号来一个脉冲(前半周期) 吋,2分频输Ⅲ变为‘1,clki取反,后半周期就会产生个脉冲;2分频输出由“1变为0 时, clk in刚把一个周期(前半周期)内低电平变为高电平产生一个脉冲,而后半周期的脉 冲与“0°异或不变。从而实现N-0.5分频。 lk elkin+ 异或门 模N计数器 2分频器 图3-1半整数分频器的原理图 3.4通用分频器 上面介绍了各种单一功能的分频器的原理和ⅤIDL实现,本文所讨论的通用分频器主 要就是设定·个选择信号SEL。当SEL为“00时实现等占空比的偶数分频,当SEL为“01” 时实现等占空比的奇数分频,当SEL为“10”时实现占空比为X/(N-X)的N倍整数分频 当SEL为“11”时实现半整数分频。原理图如下 国科技论文在线 http://www.paperedu.cn 与等点比的 偶 数 分 频 等占空比的 与+奇数分频 2线—4 或 clkout SEL+ 线译码 器 占空比为X/ (N-x)的N 倍整数分频 半整数分频 图3-2通用分频器原理图 4.VHDL实现及 QuartusⅡ仿真 通过对各分频原理的了解,利冂硬件描述语言来实现就比较简单了,本文主要是利用 VIDL语言来实现的,基于篇幅关系,在这里不一一赘述。 本文主要是在 QuartusⅡ软件平台下进行仿真,下面就是使用 QuartusⅡ软件对通用分频 器进行仿真,验证编写程序的正确性的过程, 首先建立一个波形文件,将整个仿真域的时间设定为50微秒,然后设置信号节点,分 别是输入端口节点A、B和输岀信号节点C,利用波形编辑器的按钮操作,分别给输入管脚 编辑波形。本文中编辑波形如下 Master Time Bar: 10.35 ns . Painter: 22.1 ns Interva:11.75: End: 10 20 囝 count1 秒回 动回 count4 tmp 图4-1 QuatusI输入波形 启动仿真,结果如下 1):sel为00时,进行等占空比的偶数分频 和国科技记文在线 http://www.paperedu.cn 20. ns Value t 10.0ns 气气气 H Il 30 F contI 001XC10 O11 X100 X 101 010 (I11 XCo0 001 XOI0 Xo1l X100(101 X110 11 X000 X001 OLO XOI 田国田 BEB 30 图4-2等占空比偶数分叛仿真结果图 2):sel为01时,进行等占室比的奇数分频 ane valus at 410, 0 ns 420.0 30.0ns 440.0 ns 450.0 0[气几几几几几「气气几气几几几 B00 ll out 图 count1l D 000 X00: O1D O1D X10DX000 X00: 01D 013 10D OC0 X00: 010 O1F X( 001o1c count. E 0 图4-3等占空比奇数分频仿真结果图 3):sel为10时,进行占空比为X/(NX)的N倍整数分频 Value at 530. 0 ns 540. 0 ns B00 10 clk_eat B In mmm以2P4 R COO 10(11 X000X001 X010 011 Xion Xin Xin X m0 co1 X010 X01 1oLX1:n1X 国c B CoO B B O B O 图44占空比为X(NX)的N倍整数分频仿真结果图 4):sel为1l时,进行半整数分频 570 ns Emn自 603 In3 6100n Nams 气产∩气∩「「「 曰se B00 同回cm2 R 007 秒回cam 回m5300mmoo00m1Dx0xam×m0omX000:1 X101110 X11题 nmmum B D 图45半整数分频仿真结果图 国科技论文在线 http://www.paperedu.cn 5.结语 本文首先比较了逻辑器件CPLD和FPGA的优劣,在 Quartus60开发平台下,基于 FPGA设计」一套通用分频器,设计过程中,利用了VHDL硬件描述语言,并通过仿真验 证了该分频器的设计合理性。本次设计简洁明了,面向用户使用方便 参考文献 []徐志军,徐光辉 CPLD'FPGA的廾发与应用,电子T业出版社,2003 [2]刘韬,楼兴华FPGA数字电子系统设计与开发实例导航]北京人民邮电出版社,2005 [3]赵雅兴FPGA原理、设计与应用,天津大学出版社,2005 4 Robert k. Dueck编著数系统设计:CPLD应用与ⅤHDL编程,清华人学出版社,200 s]SB Furber, P Day, J D. Garside, N.C. Paver, and J.V. woods. A Micropipelined ARM. In T Yanagawa and P A. Ivey, editors, Proceedings of VLSI93, pages 5.4.1-5.4.10, September 2003 [6]陈振官.数字电路及制作实例,国防工业出版社,2006 「7 ALTERA公司, Introduction to Quartus,2007 8侯伯亨,顾新HDL硬件描述语言及效宁逻辑电路设计,西安电了科技人学出版社,2005 Design of fpga-based universal divider Zhang Xiaoqin, Chen Shi, Huang Jiangeng Wuhan University of Technology, Wuhan(430070) Abstract Divider digital system design is the basic circuit design. At the same design sometimes a variety of frequency dividings are required. include frequency, odd-frequency dividing, half-integer frequency dividing etc, sometimes requires equal space ratio factor, sometimes unequal space ratio factor. This article introduccs the realization of FPGA-bascd universal frcqucncy divider which can achicvc integer and half-integcr frcqucncy dividing of cqual space ratio factor and unequal spacc ratio factor achicved by the Quartursll60 development platform. It also introduces the method of input digital circuit simulation by using VhDL hardware description language, and verifies its accuracy Keywords: FPGA; VHDL hardware description language; Digital circuit design; Frequency Divider

...展开详情
试读 6P 论文研究-基于FPGA的通用分频器设计 .pdf
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
抢沙发
一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
  • 至尊王者

    成功上传501个资源即可获取
关注 私信 TA的资源
上传资源赚积分,得勋章
最新推荐
论文研究-基于FPGA的通用分频器设计 .pdf 16积分/C币 立即下载
1/6
论文研究-基于FPGA的通用分频器设计 .pdf第1页
论文研究-基于FPGA的通用分频器设计 .pdf第2页

试读结束, 可继续阅读

16积分/C币 立即下载 >