小数分频

component sel port( clock_in : in std_logic; Xnumber : in std_logic_vector(3 downto 0); sel_out : out std_logic); end component; ---------------------------------------------component mux_21 port( a : in std_logic; b : in std_logic; s : in std_logic; y : out std_logic); end component; -----------------------------------------------signal selt : std_logic; 信号定义 signal selt_not : std_logic;
7.3 、7.32
1.2 分频选择
• 以7.3分频为例： 要实现7.3分频，只要在10次分频中，做10-3=7次除7，3 次初8就可以得到：N=(7*7+3*8)/10=7.3。 • 以7.32分频为例： • 要实现7.32分频，只要在每100次分频中做100-32=68次除 7，32次除8，即可得到：N=(68*7+32*8)/100=7.32 • 所以，对于任何M.F分频： 都可以做(10-F)次除M，F次除(M+1)，即可得到 N=[(10-F)*M+F(M+1)]/10=[10*M-F*M+F*M+F]/10 =[10*M+F]/10=M.F
signal clock_1 : std_logic; signal clock_2 : std_logic; signal clock_sel: std_logic; signal n_fd : std_logic_vector(3 downto 0); signal n1_fd : std_logic_vector(3 downto 0); ------------------------------------------------------------begin number0 : number port map (n, n_fd, n1_fd); fdn0 : fdn port map (clock, selt_not, n_fd, clock_1); fdn1 : fdn port map (clock, selt, n1_fd, clock_2); mux_210 : mux_21 port map (clock_2, clock_1, selt, clock_sel); sel0 : sel port map (clock_sel, x, selt); selt_not <= not selt;clock_out <= clock_sel; end arch; 顶层文件描述结束
architecture arch of NdotXfd is
结构体
component number port( n : in std_logic_vector(3 downto 0); number0 : out std_logic_vector(3 downto 0); number1 : out std_logic_vector(3 downto 0) ); end component; --------------------------------------------------元件例化 component fdn port( clock_in : in std_logic; enable : in std_logic; n_of_fd : in std_logic_vector(3 downto 0); clock_out : out std_logic); end component;
2
3
3
2
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2
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可见，在10次分频中进行了7次3分频和3次2分频
1.3 任意整数分频
(1)偶数分频
偶数分频是易于实现的。当计数器输出为0到N/2-1 时。时钟输出0或1，计数器输出为N/2时到N-1时，时 钟输出1或0，当计数器数到N-1时，复位计数器，如 此循环下去，就可以实现对输入频率的偶数分频。 这种方案可以有限度的调整占空比。 以4分频为例：
每进行一次分频，计数值为小数部分累计相加，如果大于10， 则进行N+1次分频，累计值再减去10；若小于10则进行 N次分频。
• 以方法对输入频率进行2.7次分频，分频器选择：
序列 累加 值 1 7 2 14 3 11 4 8 5 15 6 12 7 9 8 16 9 13 10 10 3
分频 系数
•可见，实现N.F的小数分频，只需要对输入信号做不同次数的 N分频和N+1分频，就要设方法将两种分频混合均匀。 •这种“均匀”工作是通过计数器来完成的。
两种方法： 每进行一次分频，计数值为10减去分频系数的小数部分，各 次的计数值累加；若累加值小于10，进行N+1分频，若大于或 等于10，进行N分频。
基于VHDL的小数分频设计
• 1. 小数分频的基本原理 • 2. 各个模块功能的实现
1.基本原理分析
1.1小数分频的基本原理
• 小数分频的基本原理：即在若干个分频周期中采取某种方 法使某几个周期多计和少计一个数，从而在整个计数周期 的总体平均意义上获取一个分频比。 • 分频比：K=M/P。 M代表分频器输入的脉冲数； K代表分频器输出的脉冲数； 10 n X）P M=K*P=（N+ 实质：设定一个分频比使得：输出频率=输入频率/分频比。
• 2. 各个模块功能的实现
2.1 顶层文件
1：NdotXfd，顶层文件 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; 库、程序包 use ieee.std_logic_unsigned.all; -------------------------------------------------------entity NdotXfd is port ( clock : in std_logic; n : in std_logic_vector(3 downto 0); x : in std_logic_vector(3 downto 0); 实体 clock_out : out std_logic ); end entity;
------------------------------------------------------------
小数分频是由两个不一样的整数：1 的比例混合而成的。
假设：每5个脉冲为一组，当计数器记到2两个脉冲时， 产生一个输出脉冲，当计数器记后3个脉冲时， 产生一个输出脉冲。
那么，这5个输入脉冲就产生了2个输出脉冲。 从而，得到分频比为 k=5/2=2.5。
(2)奇数分频
若进行非50%的奇数分频，则按照偶数分频的方法来 进行分频。 要实现占空比为50%的2N+1分配器，则需要对待分频 时钟上升沿和下降沿分别进行N/(2N+1)分频，然后将 两个分频所得的时钟信号相或，即可得到占空比为 50%的2N+1分频器。 以5分频为例： 要实现占空比为50%的5分频，要对上升沿进行2分频， 对下降沿进行2分频，再将得到的信号进行或运算， 即可得到。