我是一名FPGA設(shè)計領(lǐng)域的新手，有太多的不足和缺陷，需要花時間去一個一個地攻破他們。唯有這樣，也許在未來的某一天，我就成功了。
這幾天，我在搞設(shè)計時發(fā)現(xiàn)了幾種可以減少設(shè)計資源的技巧，現(xiàn)在把它們拿出來與大家分享，希望對大家在設(shè)計時有一定的幫助。*^_^*下面綜合的器件以Xilinx公司的Spartan6系列的xc6slx45-2fgg484為例。
一、加法計數(shù)器
這里以20000進制的加法計數(shù)器為例進行講解。
<1>通過判斷計數(shù)器cnt是否小于19999，若小于19999則每個時鐘加1，否則賦值為0，實現(xiàn)電路如程序清單1所示：
程序清單1
/********************************Copyright************************************
** CrazyBird
**
**
**-----------------------------File Infomation--------------------------------
** FileName : add_counter_1.v
** Author : CrazyBird
** Data : 2015-10-31
** Version : v1.0
** Description : 20000 decimal additive counter
**
*****************************************************************************/
// synopsys translate_off
`timescale 1 ns / 1 ps
// synopsys translate_on
module add_counter_1
#(
parameter T_COUNT = 20000
)
(
input rst_n,
input clk,
output reg [14:0] cnt
);
//-----------------------------------------------
// 20000 decimal additive counter
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(rst_n==1'b0)
cnt <= 15'd0;
else if(cnt < T_COUNT-1'b1)
cnt <= cnt + 1'b1;
else
cnt <= 15'd0;
end
endmodule
//********************************End File***********************************綜合后資源消耗情況如圖1所示：
圖1 加法計數(shù)器在臨界條件cnt<19999下的資源消耗情況
<2>通過判斷計數(shù)器cnt是否等于19999，若等于19999則賦值為0，否則每個時鐘加1，實現(xiàn)電路如程序清單2所示：
程序清單2
/********************************Copyright**********************************
** CrazyBird
**
**
**----------------------------File Infomation-------------------------------
** FileName : add_counter_2.v
** Author : CrazyBird
** Data : 2015-10-31
** Version : v1.0
** Description : 20000 decimal additive counter
**
***************************************************************************/
// synopsys translate_off
`timescale 1 ns / 1 ps
// synopsys translate_on
module add_counter_2
#(
parameter T_COUNT = 20000
)
(
input rst_n,
input clk,
output reg [14:0] cnt
);
//-----------------------------------------------
// 20000 decimal additive counter
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(rst_n==1'b0)
cnt <= 15'd0;
else if(cnt == T_COUNT)
cnt <=15'd0;
else
cnt <= cnt + 1'b1;
end
endmodule
//*******************************End File**********************************綜合后資源消耗情況如圖2所示：
圖2 加法計數(shù)器在臨界條件cnt==19999下的資源消耗情況
<3>總結(jié)：一般情況下，加法計數(shù)器在臨界條件cnt小于T_COUNT下綜合消耗的資源要比在臨界條件cnt等于T_COUNT下要少。
二、將大的計數(shù)器適當分解為小的計數(shù)器
這里以時鐘為100MHz，每延時20ms產(chǎn)生一個時鐘周期的使能信號即計數(shù)2000000次為例。
<1>用一個計數(shù)器實現(xiàn)，實現(xiàn)電路如程序清單3所示：
程序清單3
/*******************************Copyright**********************************
** CrazyBird
**
**
**---------------------------File Infomation-------------------------------
** FileName : large_counter.v
** Author : CrazyBird
** Data : 2015-10-31
** Version : v1.0
** Description : Large counter to achieve 2000000 count
**
**************************************************************************/
// synopsys translate_off
`timescale 1 ns / 1 ps
// synopsys translate_on
module large_counter
#(
parameter T_COUNT = 2000000
)
(
input rst_n,
input clk,
output cnt_done
);
//-----------------------------------------
// count 2000000
reg [20:0] cnt;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(rst_n == 1'b0)
cnt <= 21'd0;
else if(cnt < T_COUNT-1'b1)
cnt <= cnt + 1'b1;
else
cnt <= 21'd0;
end
assign cnt_done = (cnt == T_COUNT-1'b1);
endmodule
//******************************End File***********************************綜合后資源消耗情況如圖3所示：
圖3 采用單個大的計數(shù)器消耗的資源情況
<2>用兩個小的計數(shù)器實現(xiàn)，其中一個計數(shù)器cnt1計數(shù)2000，另一個計數(shù)器cnt2計數(shù)1000。每當cnt1完成一個周期的計數(shù)，cnt2加1（嘿嘿，注意了，這里還可以運用第一種設(shè)計技巧來幫助減少資源消耗），實現(xiàn)電路如程序清單4所示：
程序清單4
/*******************************Copyright**********************************
** CrazyBird
**
**
**---------------------------File Infomation-------------------------------
** FileName : small_counter.v
** Author : CrazyBird
** Data : 2015-10-31
** Version : v1.0
** Description : Small counter to achieve 2000000 count
**
**************************************************************************/
// synopsys translate_off
`timescale 1 ns / 1 ps
// synopsys translate_on
module small_counter
#(
parameter T_COUNT_1 = 2000,
parameter T_COUNT_2 = 1000
)
(
input rst_n,
input clk,
output cnt_done
);
//-----------------------------------------
// count 2000
reg [10:0] cnt1;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(rst_n == 1'b0)
cnt1 <= 11'd0;
else if(cnt1 < T_COUNT_1-1'b1)
cnt1 <= cnt1 + 1'b1;
else
cnt1 <= 11'd0;
end
wire cnt1_done = (cnt1 == T_COUNT_1-1'b1);
// count 1000
reg [9:0] cnt2;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(rst_n == 1'b0)
cnt2 <= 10'd0;
else if(cnt2 < T_COUNT_2-1'b1)
cnt2 <= cnt2 + 1'b1;
else
cnt2 <= 10'd0;
end
assign cnt_done = (cnt2 == T_COUNT_2-1'b1);
endmodule
//******************************End File************************************綜合后資源消耗情況如圖4所示：
圖4 適當分解為小的計數(shù)器消耗的資源情況
<3>總結(jié)：一般情況下，將一個大的計數(shù)器適當分解為小的計數(shù)器可以減少資源的消耗。