任意数值分频器的FPGA实现

郜继红，荀延龙，卢旭盛

（1.内蒙古工业大学 电力学院，内蒙古 呼和浩特 010051；2.内蒙古工业大学 信息学院，内蒙古 呼和浩特 010051）

FPGA是数字系统主流控制器之一，成为目前硬件设计的研究重点[1]。工程人员在数字系统的设计过程中，总会遇到各种各样数值的分频要求，比如偶数分频、奇数分频、半整数分频、小数分频等等，通常一些数字系统设计中，系统不仅对信号频率有要求严格，而且对占空比也有严格的要求。整数分频器的实现比较简单，可以采用标准的计数器或可编程逻辑器件得以设计实现。但0.5倍整数分频和等占空比的奇数分频实现起来就比较困难 ，小数分频和分数分频就更加困难难[2]。计数器构成的分频器，大多只能实现整数分频，或者只能实现半整数分频和奇数分频。而实现小数分频的多数是专用分频器，针对这一问题，本人首先设计了各种数值的分频器，然后增加一个控制模块，用拨码开关选择分频类型，即由拨码的二进制数确定是偶数分频、奇数分频、小数分频还是分数分频。各种数值分频器由控制模块决定其分频的工作状态，最后综合起来成为通用分频器。根据分频器分频原理，摸索出了一种简单的设计方法，设计了任意数值分频器。

1 偶数分频器的设计

偶数分频最易于实现，可以利用计数器实现[3-4]。假设要设计M=2N的偶数分频，当计数值计数到0到K-1时（K用于调节占空比），输出的电平为1，计数器的计数值K到2N-1时，输出的状态为0。计数器计数到2N-1时计数器复位为0。……