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verilog实现双边沿触发器Dual-edge triggered flip-flop

热度:48   发布时间:2023-12-15 11:33:06.0

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最近在做HDLBits,做到双边沿触发器,觉得还挺有意思的,记录一下。

verilog不支持同时触发上边沿和下边沿,因为FPGA中只有单边沿触发器,没有双边沿触发器这种器件。

所以,posedge clk or negedge clk是无法综合的。

always @(posedge clk, negedge clk) beginq <= d;
end

我了解的双边沿触发器实现方式有两种:

第一种(我的实现方式):

module top_module (input clk,input d,output q
);reg q1,q2;always @(posedge clk)beginq1 <= d;endalways @(negedge clk)beginq2 <= d;endassign q = clk? q1:q2;
endmodule

这种方法简单明了,但因为触发器Tc_to_q延时的存在,输出波形会产生glitch,即p、q的值还没更新,就已经执行了assign q = clk? q1:q2。

第二种(HDLBits答案的实现方式)

module top_module(input clk,input d,output q);reg p, n;// A positive-edge triggered flip-flopalways @(posedge clk)p <= d ^ n;// A negative-edge triggered flip-flopalways @(negedge clk)n <= d ^ p;// At each (positive or negative) clock edge, p and n FFs alternately// load a value that will cancel out the other and cause the new value of d to remain.assign q = p ^ n;endmodule

这种方法不会产生毛刺,但使用了三个异或门,电路较为复杂。其原理为:

// Why does this work? 
// After posedge clk, p changes to d^n. Thus q = (p^n) = (d^n^n) = d.
// After negedge clk, n changes to p^n. Thus q = (p^n) = (p^d^p) = d.

References:
1.FPGA中如何实现双边沿采样?这篇博客里关于第一种方法为什么会形成glitch讲得很清楚,也结合了图片讲解,为了尊重原创,就不把图片放这里了,请移步该博客阅读。

2.【 Verilog 】always@()的敏感源中为什么不能双边沿触发?为什么不能双时钟触发?

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