FPGA两种寄存器的使能

Posted 2020-09-17 gNewplayer

在FPGA中，寄存器的使能设计一般有两种方式：

1.直接使用寄存器的使能端口。

2.使用一个数据选择器连接寄存器的D端口，通过数据选择器的sel端口做使能。如下图

 

 

 

 

 

 

这个方式与直接使用寄存器的CE端口有什么区别呢？

我们可以看出来，

1.在Q1为输出端口时，此时这个结构所具有的功能和普通的寄存器是一样的，当CE=1时，D经过数据选择器选通在经过一个时钟的延迟后到达Q1端口。CE=0时具有保存功能。是不是就是下面的写法。

always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Q1 <= D;
    end
end

2.那在Q0为输出端口是呢？此时当CE=1时，数据直接被选通输出到Q0端口，没有延迟。而当CE=0时也具有保持功能。

我们这里就会思考，没有延迟，直接通过，那么我下面这样写是不是就是这种功能呢？

always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Q0 = D;
    end
end

将 非阻塞赋值 <=变成 =阻塞赋值， 那这样行不行呢？下面就进行验证

这是综合后的电路，直接告诉我们这个写法和1寄存器的写法是一样的Q0与D同样存在一个时钟的延迟，并且下面这个仿真图也验证了我们的观点。

这样的写法并不会综合成2结构的电路，并且D端口与Q0端口存在一个时钟的延迟。

事实上我们应该写成以下形式:

module test
(
    input clk,
    input  D,
    input CE,
    output  Q0
);
    
reg Qt=0;
assign Q0 = CE ? D:Qt;
always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Qt <= D;
    end
end

endmodule

综合出来的电路如下图所示，这才是2结构的电路。

 

那讲到这里，BB了这么多，这个电路结构到低有什么用呢？ 下面我就举个栗子

 

假设我们需要这样一个功能

1. 连续输入 x1 y1 x2 y2

2. 当 x1>0时 输出 x1 否则 -x1

3. 当 x1>0时 输出 y1 否则 -y1，即y1根据x1的符号进行输出

4. 当 x2>0时 输出 x2 否则 -x2

5. 当 x2>0时 输出 y2 否则 -y2，即y2根据x2的符号进行输出

那么我们就使用这样的结构保存x的符号值，供y使用。