【讨论】FPGA设计中几种沿触发的用法及其优缺点【有图】

xiaogang

在数字系统设计中，经常涉及到要在某个时钟的上升沿或下降沿进行数据处理，通过自己总结和看别人的程序，发现有好多种方法进行处理，现在我把这几种方法列举一下，大家讨论下他们的优缺点。

背景：假设初始条件A=0，B=0，要在信号A的上升沿将B置为1。

方法1 最简单也是最容易想到的

module Test(rst_n, A, B);
input rst_n;
input A;
output B;
reg B;
always @(posedge A or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
                B <= 1'b0;
        else
                B <= 1'b1;
endmodule


方法1仿真波形 (原文件名:m1.png)


方法2 通过系统时钟
module Test(rst_n,clock, A, B);

input rst_n;
input clock;
input A;
output B;

reg B;

reg A_BUF,A_RISE;

always @(posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
          begin
                A_BUF <= 1'b0;
                A_RISE <= 1'b0;
          end
        else
          begin
                A_BUF <= A;
                A_RISE <= (~A_BUF) & A;
          end

always @ (posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
                B <= 1'b0;
        else if(A_RISE)
                        B <= 1'b1;
endmodule


方法2仿真波形 (原文件名:m2.png)

方法3 跟方法2很像，结果却不太一样
module Test(rst_n,clock, A, B);

input rst_n;
input clock;
input A;
output B;

reg B;

reg A_BUF;

always @(posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
          begin
                A_BUF <= 1'b0;
          end
        else
          begin
                A_BUF <= A;
          end

wire A_RISE = (~A_BUF) & A;
always @ (posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
                B <= 1'b0;
        else if(A_RISE)
                        B <= 1'b1;
endmodule


方法3仿真波形 (原文件名:m3.png)

方法4 使用系统时钟
module Test(rst_n,clock, A, B);

input rst_n;
input clock;
input A;
output B;

reg B;

reg[2:0] A_BUF;

always @(posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
          begin
                A_BUF <= 3'b000;
          end
        else
          begin
                A_BUF <= {A_BUF[1:0], A};
          end

wire A_RISE = (A_BUF[2:1] == 2'b01);

always @ (posedge clock or negedge rst_n)
        if(!rst_n)
                B <= 1'b0;
        else if(A_RISE)
                        B <= 1'b1;
endmodule


方法4仿真波形 (原文件名:m4.png)


目前我能想到的就这4种了，大家还有什么好的想法不妨一起交流下，呵呵

这些方法都能实现功能，只是反应时间上有区别。根据仿真结果来看，第一种结果最好，延时最短，但就是第一种我见到的用的最少，不知道为什么，这样用有什么缺点么？？？？

cfqxdgr

除了第一种之外都称不上B在A的上升沿置1，本来你要做的就是一个D触发器，A接时钟，Q接B，D端接1。其它几种方法我认为是调板子的过程中发现时序不大合适，塞了几级触发器调节下延时。

zf12862177

第一种可能造成，误动作，如果一个干扰的话就会造成误动作


第2，3，4种没仔细分析了，反正就是构成一个数字滤波器啦。不过好像又有点不像，感觉仿真波形不对。

大概意思就是在时钟沿采样，看是否是高电平，如果是高电平计数器就增加，增加到了一定数量就 置位B

还有一种是在时钟周期采样，如果是高电平就增加计数器，如果下一个才有期如果变成低电平就复位计数器，知道连续n次是高电平就置位B

cfqxdgr

2楼说的也有可能。不过我常用CMOS电平，噪声容限很高的，要是高速都是差分

semonpic

通过高频时钟来采样低频时钟的上升沿，这是常用的去毛刺抗干扰的做法。我注意到了楼主的复位电路采用的是异步复位，尽量也通过这样的方式改成同步复位不是更好。整个系统稳定性就高了许多。