• 利用IP核设计高性能的计数器


    利用Quartus II的LPM_counter IP核进行设计(利用IP核设计可以迅速高效的完成产品的设计)

          

    新建工程

    调用IP核

    创建一个新的IP核

     

    选择LMP_COUNTER,语言类型,输出路径。

    选择希望输出的寄存器是多少位的,计数类型,

     

    选择计数器类型(直接计数还是以模的形式计数),是否需要时钟使能和计数使能信号、进位链的输入和进位链的输出。

     

    清零加载等信号

     

    之后一直next直到finish

     创建成功后的IP核的文件信息

    将counter.v文件加载到软件中

    打开可以看到其中的接口文件。

    把ip_counter设置为顶层文件后进行编译。

    编写testbench文件

    `timescale 1ns/1ns
    `define clock_period 20
    module counter_tb;
    reg cin,clk; // 进位输入 计数基准时钟;
    wire cout;//进位输出
    wire [3:0] q;
    counter counter0(
    .cin(cin),
    .clock(clk),
    .cout(cout),
    .q(q)
    );
    initial clk = 1;
    always #(`clock_period/2)clk = ~clk;
    initial begin
    repeat(20)begin
    cin = 0;
    #(`clock_period*5)cin = 1;
    #(`clock_period)cin = 0;
    end
    #(`clock_period*200);
    $stop;
    end

    endmodule

     

    设置仿真链

    运行  仿真,可以看到每隔5个clk有一个cin信号,计数器完成一次计数,到计数到设定的模值10时会产生一次c_out信号,然后计数器重新开始从0开始计数,与设计的期望。

    在软件中点击箭头指向的方向键,左右切换显示到IP components,双击方框中的文件可以修改IP核的设置。

     

    但是,IP核设置的位数是有上限的,为了提供更好的方法,下面提供一种级联的方法对计数值进行拓展。

    在IP核中将计数模值改为直接技术模式

    新建Verilog文件进行编程如下。

    module counter_top(cin,clk,cout,q);

    input cin;
    input clk;

    output cout;
    output [7:0]q;

    wire cout0;

    counter counter0(
    .cin(cin),
    .clock(clk),
    .cout(cout0),
    .q(q[3:0])
    );

    counter counter1(
    .cin(cout0),
    .clock(clk),
    .cout(cout),
    .q(q[7:4])
    );

    endmodule

     这里的原理是将前一级的c_out作为下一级计数的c_in,此时即将两个计数器级连起来了,这样就将一个四位的计数器转换成了一个八位的计数器。

    将这个文件设置为顶层文件

    编写testbench如下

     设置仿真脚本

    点击仿真工具进行仿真可以看到计数为8个1时输出c_out ,这与我们期望的是一样的。

     

    至此,基于IP核设计一个计数器的方法就设计完成了。可以对应的将c_out,输出到LED上进行观察,这里就不再实际操作了。

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