牛客网Verilog刷题——VL42
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题目
请设计一个可以实现任意小数分频的时钟分频器,比如说8.7分频的时钟信号,注意rst为低电平复位。提示:其实本质上是一个简单的数学问题,即如何使用最小公倍数得到时钟周期的分别频比。设小数为n,此处以8.7倍分频的时钟周期为例。首先,由于不能在硬件上进行小数的运算(比如2.1个时钟这种是不现实的,也不存在3.3个寄存器),小数分频不能做到分频后每个时钟周期都是源时钟的n倍,也无法实现占空比为1/2,因此,考虑小数分频,其实现方式应当为53个clk——out时钟周期是10个clkin时钟周期的8.7倍。
信号示意图如下:
波形示意图如下:
注意,题目中给的波形示意图占空比是50%,如果是奇数分频占空比50%可以用与操作、或操作、异或操作等产生该5分频时钟,但是在牛客中在线编程时,TestBench实际要求的是40%的占空比才能通过测试,所以后面给出的答案是40%占空比的5分频时钟代码。
输入输出描述:
信号 | 类型 | 输入/输出 | 位宽 | 描述 |
---|---|---|---|---|
clk_in | wire | Intput | 1 | 系统时钟信号 |
rst | wire | Intput | 1 | 异步复位信号,低电平有效 |
clk_out5 | wire | Output | 1 | 奇数分频时钟 |
答案
`timescale 1ns/1ns
module odd_div (
input wire rst ,
input wire clk_in,
output wire clk_out5
);
//*************code***********//
reg [2:0] clk_cnt ; //时钟计数器
reg clk_out5_reg; //输出5分频时钟
//时钟计数器
always @(posedge clk_in or negedge rst) begin
if(~rst)
clk_cnt <= 3'd0;
else
clk_cnt <= (clk_cnt==4) ? 3'd0 : clk_cnt+1'd1;
end
//输出5分频时钟
always @(posedge clk_in or negedge rst) begin
if(~rst)
clk_out5_reg = 1'b0;
else if(clk_cnt==0 || clk_cnt==2)
clk_out5_reg = ~clk_out5_reg;
else
clk_out5_reg = clk_out5_reg;
end
assign clk_out5 = clk_out5_reg;
//*************code***********//
endmodule