如何使用VHDL或Verilog设计可变位(m位)计数器

Question

我尝试了不同的方法来使用 VHDL 设计可变位计数器（任何计数器，如环或约翰逊），但一切都是徒劳的。

谁能帮我克服这个问题？

Answer 1

在 VHDL 中：

您需要先描述计数器的引脚：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;
entity counter
port (
  clk    : in std_ulogic;
  resetn : in std_ulogic;
  count  : out unsigned
);

然后描述它的行为方式：

architecture behaviour of counter is
begin
  process(clk) -- run this process whenever CLK changes
  begin
    if rising_edge(clk) then -- only on the rising edges, run the code
      if reset = '1' then    
        count <= (others => '0'); -- set count to all bits 0
      else
        count <= count + 1; -- you'll need VHDL-2008 switched on to do this as it is reading an output signal
      end if;
    end if;
  end process;
end architecture;

使用此计数器时，计数信号将从更高级别的附加信号继承正确的位数。

Answer 2

根据维基百科示意图，约翰逊计数器只是一个移位寄存器，下一个LSB是倒置MSB。

module johnson_counter #(
  parameter WIDTH = 4
) (
  input                  clk,
  input                  rst_n,
  output reg [WIDTH-1:0] state
);
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
  if (~rst_n) begin
    state <= {WIDTH{1'b0}}; //Replication to extend 1'b0
  end
  else begin
    //Shift Left 1, bit LSB becomes inverted MSB
    state <= {state[WIDTH-2:0], ~state[WIDTH-1]}; //Concatination
  end
endmodule