【FPGA中的时钟分频】——时钟分频的原理及实现

【FPGA中的时钟分频】——时钟分频的原理及实现

时钟分频在FPGA设计中是一个十分常见的技术，其可以通过调整时钟信号的频率且不影响数据传输来改变系统时序，达到控制系统运行速度的目的。本文将会对时钟分频的原理及实现进行详细介绍。

FPGA中常见的时钟分频方式有两种：硬件分频和软件分频。硬件分频是指利用FPGA内部的计数电路将输入的高频时钟信号进行计数后输出低频时钟信号；而软件分频则是通过对时钟信号进行占空比调节来实现时钟频率的变化。下面我会以Verilog HDL语言为例，为大家展示这两种方法的具体实现。

首先是硬件分频的实现方法。我们可以通过将高频时钟输入到计数器模块中进行计数，当累加值达到设定阈值时，即可输出一个低频时钟信号。代码如下：

module clk_div(
  input wire clk_in,   // 输入时钟信号
  input wire rst_in,   // 复位信号
  output reg clk_out   // 输出分频后的时钟信号
);

  parameter DIV = 10;  // 分频系数
  reg [log2(DIV) - 1:0] cnt;

  always @ (posedge clk_in or negedge rst_in) begin
    if (!rst_in) begin
      cnt <= 0;
      clk_out <= 0;
    end else begin
      cnt <= cnt + 1;
      if (cnt == DIV - 1) begin
        cnt <= 0;
        clk_out <= ~clk_out;
      end
    end
  end

endmodule

在上述代码中，我们通过使用计数器模