FPGA兩種寄存器的使能

在FPGA中，寄存器的使能設計一般有兩種方式：

1.直接使用寄存器的使能端口。

2.使用一個數據選擇器連接寄存器的D端口，通過數據選擇器的sel端口做使能。如下圖

 

 

 

 

 

 

這個方式與直接使用寄存器的CE端口有什么區別呢？

我們可以看出來，

1.在Q1為輸出端口時，此時這個結構所具有的功能和普通的寄存器是一樣的，當CE=1時，D經過數據選擇器選通在經過一個時鍾的延遲后到達Q1端口。CE=0時具有保存功能。是不是就是下面的寫法。

always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Q1 <= D;
    end
end

2.那在Q0為輸出端口是呢？此時當CE=1時，數據直接被選通輸出到Q0端口，沒有延遲。而當CE=0時也具有保持功能。

我們這里就會思考，沒有延遲，直接通過，那么我下面這樣寫是不是就是這種功能呢？

always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Q0 = D;
    end
end

將 非阻塞賦值 <=變成 =阻塞賦值， 那這樣行不行呢？下面就進行驗證

這是綜合后的電路，直接告訴我們這個寫法和1寄存器的寫法是一樣的Q0與D同樣存在一個時鍾的延遲，並且下面這個仿真圖也驗證了我們的觀點。

這樣的寫法並不會綜合成2結構的電路，並且D端口與Q0端口存在一個時鍾的延遲。

事實上我們應該寫成以下形式:

module test
(
    input clk,
    input  D,
    input CE,
    output  Q0
);
    
reg Qt=0;
assign Q0 = CE ? D:Qt;
always@(posedge clk)begin
    if(CE)begin
        Qt <= D;
    end
end

endmodule

綜合出來的電路如下圖所示，這才是2結構的電路。

 

那講到這里，BB了這么多，這個電路結構到低有什么用呢？ 下面我就舉個栗子

 

假設我們需要這樣一個功能

1. 連續輸入 x1 y1 x2 y2

2. 當 x1>0時 輸出 x1 否則 -x1

3. 當 x1>0時 輸出 y1 否則 -y1，即y1根據x1的符號進行輸出

4. 當 x2>0時 輸出 x2 否則 -x2

5. 當 x2>0時 輸出 y2 否則 -y2，即y2根據x2的符號進行輸出

那么我們就使用這樣的結構保存x的符號值，供y使用。