VHDL設(shè)計(jì)中電路簡化問題的探討

　　ctemp＜＝″00000001″;??

　　elsif(count3＝″001″)then

　　ctemp＜＝″00000010″;??

　　elsif(count3＝″010″)then

　　ctemp＜＝″00000100″;??

　　elsif(count3＝″011″)then

　　ctemp＜＝″00001000″;??

　　elsif(count3＝″100″)then

　　ctemp＜＝″00010000″;??

　　elsif(count3＝″101″)then

　　ctemp＜＝″00100000″;??

　　elsif(count3＝″110″)then

　　ctemp＜＝″01000000″;??

　　elsif(count3＝″111″)then

　　ctemp＜＝″10000000″;??

　　else

　　ctemp＜＝″00000000″;??

　　endif;??

　　endif;??

　　endprocess;??

　　２．第二種設(shè)計(jì)方法的VHDL源程序

　　process(clk,ctemp,count)

　　begin

　　if(clk＝＇1＇andclk＇event)then

　　count＜＝count＋1;??

　　if(count＝″00000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00000001″;??

　　elsif(count＝″001000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00000010″;??

　　elsif(count＝″010000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00000100″;??

　　elsif(count＝″011000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00001000″;??

　　elsif(count＝″100000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00010000″;??

　　elsif(count＝″101000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″00100000″;??

　　elsif(count＝″110000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″01000000″;??

　　elsif(count＝″111000000000000000″)then

　　ctemp＜＝″10000000″;??

　　endif;??

　　endif;??

　　endpeocess;??

　　對(duì)于第一種的程序可以綜合出的電路如圖1所示。

　　該電路用一個(gè)15位的加法器和寄存器組成一個(gè)15位的記數(shù)器。在記數(shù)器記完一周回到“000000000000000”時(shí)，通過后面的15輸入的與非門和一位的觸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)同步的進(jìn)行215次分頻，同步輸出32Hz的時(shí)鐘CCLK。CCLK再驅(qū)動(dòng)一8位的移位寄存器，便可實(shí)現(xiàn)每32秒輸出一信號(hào)。

　　而用第二種的程序設(shè)計(jì)綜合出的電路如圖2所示。

　　圖２所示的電路用一個(gè)18位的加法器和寄存器組成一個(gè)18位的記數(shù)器。后接了8個(gè)18輸入的邏輯門和8輸入的或門。輸入的1kHz時(shí)鐘經(jīng)過記數(shù)器被分頻，其中有八個(gè)相隔32Hz的記數(shù)狀態(tài)，邏輯門就負(fù)責(zé)把這八狀態(tài)譯碼成所需的八組信號(hào)。譯碼后的數(shù)據(jù)通過選擇器輸出到8位的觸發(fā)器，以實(shí)現(xiàn)同步輸出。還有個(gè)鎖存器，是用來保持輸出信號(hào)不變，在八個(gè)狀態(tài)中的從一個(gè)狀態(tài)變到下一個(gè)之前，保持前一個(gè)的數(shù)值。選擇器當(dāng)邏輯門輸出新的數(shù)據(jù)時(shí)讓其輸出數(shù)據(jù)通過，在新數(shù)據(jù)到來之前輸出鎖存器的數(shù)據(jù)。

　　以上兩種方法都能實(shí)現(xiàn)相同的邏輯功能，但圖２所示的方法由于運(yùn)用了較少位數(shù)的記數(shù)器，所用的邏輯門也較簡單，而且還少用了多路選擇器和鎖存器資源，所以綜合出來的電路較簡單，以XILINX SpartanS05－3芯片為例。第一種方法占用芯片CLB的12％，其中FMAPS為9％，最高工作速度為82Hz。而第二種方法占用了15％的CLB，F(xiàn)MAPS占用15％，最高工作速度只有69.9MHz。在這一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)之中就能省20％的電路，提高12.1MHz的工作速度，由此可見科學(xué)的劃分設(shè)計(jì)對(duì)降低電路復(fù)雜程度的重要意義。