VHDL 百分频器设计与Verilog实现：使用STD_LOGIC_1164和STD_LOGIC_UNSIGNED程序包

本文章将介绍如何使用VHDL设计一个百分频器，并将其转换为Verilog代码。

VHDL代码：

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; --程序中有STD_LOGIC和STD_LOGIC_VECTOR数据类型，这两种数据类型都在STD_LOGIC_1164
--程序包中定义。
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --程序中有“+”运算符，无符号数的算术运算在STD_LOGIC_UNSIGNED程序包中定义。

ENTITY BAIFENPING IS
PORT(
CLR,CLK_SOURCE: IN STD_LOGIC; --输入端口，数据类型为STD_LOGIC。
CLK_TARGET:OUT STD_LOGIC); --输出端口，数据类型为STD_LOGIC。
END ENTITY BAIFENPING;

ARCHITECTURE RTL OF BAIFENPING IS
SIGNAL CNT:STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);
CONSTANT M:INTEGER:=49; --设置一控制计数器的常量，该值为(分频数/2)-1
SIGNAL TMP:STD_LOGIC; --引入信号TMP，用来存储反相器输出结果，即输出信号
BEGIN
PROCESS(CLK_SOURCE) --进程，其敏感信号为输入的时钟信号
BEGIN
IF (CLR='0') THEN --如清零信号为低电平，五十进制计数器清零，中间信号置低电平；
CNT<="000000";TMP<='0';
ELSIF(CLK_SOURCE'EVENT AND CLK_SOURCE='1')THEN --判断输入时钟信号有无上升沿到来
IF(CNT=M)THEN --输入信号有上升沿到来，且计数结果为49
TMP<=NOT TMP;CNT<="000000"; --信号TMP反相，计数器清零
ELSE --输入信号有上升沿到来，计数结果不为49
CNT<=CNT+1; --信号TMP保持，计数结果加1
END IF;
END IF; --输入时钟信号无上升沿到来，计数结果保持，信号TMP保持
END PROCESS;
CLK_TARGET<=TMP; --将信号TMP的值赋值给输出
END ARCHITECTURE RTL;

Verilog代码：

`timescale 1ns/1ns

module BAIFENPING (
input wire CLR, CLK_SOURCE,
output reg CLK_TARGET
);

reg [5:0] CNT;
parameter M = 49;
reg TMP;

always @(posedge CLK_SOURCE or negedge CLR) begin
if (CLR == 0) begin
CNT <= 6'b000000;
TMP <= 1'b0;
end else if (posedge CLK_SOURCE) begin
if (CNT == M) begin
TMP <= ~TMP;
CNT <= 6'b000000;
end else begin
CNT <= CNT + 1;
end
end
end

assign CLK_TARGET = TMP;

endmodule

解释：

VHDL代码：

USE语句： 程序中使用了STD_LOGIC_1164和STD_LOGIC_UNSIGNED两个程序包。STD_LOGIC_1164定义了STD_LOGIC和STD_LOGIC_VECTOR数据类型，而STD_LOGIC_UNSIGNED则提供了无符号数的算术运算功能。
实体定义： 定义了名为BAIFENPING的实体，该实体包含两个输入端口CLR和CLK_SOURCE，以及一个输出端口CLK_TARGET。
结构体定义： 定义了一个名为RTL的结构体，其中包含了一个计数器信号CNT，一个常量M和一个中间信号TMP。
进程定义： 使用PROCESS语句定义了一个敏感信号为CLK_SOURCE的进程，该进程用来实现计数器的逻辑。
计数器逻辑： 当清零信号CLR为低电平时，计数器清零，中间信号置低电平。当输入时钟信号有上升沿到来时，如果计数结果为M，则中间信号反相，计数器清零。否则，计数结果加1。
输出信号赋值： 最后，将中间信号TMP的值赋值给输出信号CLK_TARGET。

Verilog代码：

模块定义： 定义了一个名为BAIFENPING的模块，包含了两个输入端口CLR和CLK_SOURCE，以及一个输出端口CLK_TARGET。
信号定义： 定义了计数器信号CNT，一个常量M和一个中间信号TMP。
always语句： 使用always语句定义了敏感信号为CLK_SOURCE上升沿或CLR下降沿的逻辑。该逻辑与VHDL代码中的PROCESS语句逻辑相同。
输出信号赋值： 最后，使用assign语句将中间信号TMP的值赋值给输出信号CLK_TARGET。

总结：

本文章介绍了如何使用VHDL设计一个百分频器，并将其转换为Verilog代码。文章中详细解释了VHDL代码的各个部分，包括使用STD_LOGIC_1164和STD_LOGIC_UNSIGNED程序包，以及进程和敏感信号的设置。最后，文章提供了等效的Verilog代码，方便用户进行对比学习。

VHDL 百分频器设计与Verilog实现：使用STD_LOGIC_1164和STD_LOGIC_UNSIGNED程序包