vhdl - FPGA : using both falling and rising edge in same process

Question

我是一个 fpga 和 vhdl 新手..

我的开发环境如下。

FPGA:斯巴达 6 XC6SLX9

编译器:ISE 14.04

模拟器:Isim

我正在做一个简单的计数器，但有些地方我无法理解。

下面的代码是我写的。我期望的是 w_count 在时钟的每个下降沿增加，并且当 w_count 在时钟的上升沿达到 N_data 时重置为 0。编译过程没有问题，模拟也和我预想的一样好。但是当应用于真正的 fpga 时，w_count 会随着每次触发而递增，但当达到 N_data 时并没有初始化为零..

w_state_proc : process(r_clk, reset_n_clean)
begin
    if(reset_n_clean = '0') then
        w_count <= 0;
    elsif(r_clk'event and r_clk = '0') then
        if(state = write_state and w_proc = '1') then
            w_count <= w_count + 1;
        end if;
    elsif(r_clk'event and r_clk = '1') then
        if(w_count = N_data) then
            w_count <= 0;
        end if;
    end if;
end process w_state_proc;

当我改变两个 elsif 语句的位置时，w_count 根本没有增加..

w_state_proc : process(r_clk, reset_n_clean)
begin
    if(reset_n_clean = '0') then
        w_count <= 0;
    elsif(r_clk'event and r_clk = '1') then
        if(w_count = N_data) then
            w_count <= 0;
        end if;
    elsif(r_clk'event and r_clk = '0') then
        if(state = write_state and w_proc = '1') then
            w_count <= w_count + 1;
        end if;
    end if;
end process w_state_proc;

我看到很多反馈说不推荐这些语句，但我不明白为什么这些语句会导致这个问题..

Answer 1

您的 FPGA 在通用结构中没有双数据速率 (DDR) 触发器，这就是不推荐它的原因 - “按原样”它无法实现所需的功能。

此外，您正在使用异步重置。虽然可能，但也强烈不推荐，因为 FPGA 已经具有同步复位触发器，因此它不需要任何额外的逻辑，这与 ASIC 不同，即使没有复位，您也会获得每个信号的已知值。异步复位会给您以某种方式实现时序收敛带来麻烦。

在您的示例中，无论如何都不需要 DDR FF。看起来你有这种行为的原因是 w_count 可以在时钟周期之间被清除，这样 w_count 在递增时永远不会是 N_data。为什么不将它与小一个的值进行比较呢？

或者，您可以使用变量(非常小心!)来实现非常相似的行为:

  w_state_proc : process(r_clk) is
    variable v_count : integer range 0 to N_data;
  begin
    if (rising_edge(r_clk)) then
      v_count := w_count;
      if(state = write_state and w_proc = '1') then
        v_count := v_count + 1;
      end if;

      if(reset_n_clean = '0' or v_count = N_data) then
        w_count <= 0;
      else
        w_count <= v_count;
      end if;

    end if;
  end process w_state_proc;

如果您真的需要 w_count 在半个时钟周期内具有 N_data 的值，您总是可以使时钟快两倍并每隔一个时钟周期使用启用信号激活，并传播在你的管道旁边。这会让你陷入一大堆其他(非常有教育意义的)麻烦中，但这是可行的。