時序邏輯影響計數器精度

作者：陳刀刀

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      本文將討論時序邏輯對明德揚設計的計數器的計數精度的影響。由于FPGA是時序邏輯，只在時序上升沿時才統計一次，這意味著統計的精度只能是以“時鐘周期”為單位，即：存在小于一個時鐘周期信號無法采樣的情況。因為明德揚計數器是在時鐘上升沿時判斷計數器是否加一，所以計數器的計數精度也是以“時鐘周期”為單位。

      我們可以用一個例子來看一下計數器計數0時的一種誤差情況，假設有一個隨機的輸入din_vld,初值等于1，然后在一個任意時刻變為0?，F在要計算din_vld變為0的前30個時鐘周期長度。計數器代碼如下圖：

   計數器cnt在時鐘上升沿的時刻檢測到din_vld==0時cnt加一，所以cnt計算出來的是din_vld==0時cnt=0~29的30個時鐘周期。

     下圖為使用仿真軟件得出該代碼的波形，當din_vld不在時鐘上升沿的時刻變為0，則cnt==0時，din_vld==0的長度并不夠1個時鐘周期。因為時序邏輯影響計數器的精度是以“時鐘周期”為單位，所以并不影響計數器的計數。最終計算出來din_vld==0的前30個周期的長度，會產生長度為一個時鐘內的誤差。