使用行为描述实现二位BCD码计数器,比较行为描述和结构描述的资源使用情况。
时间: 2023-06-12 07:02:39 浏览: 121
行为描述是一种用于描述电路功能的方法,它不关心电路中包含哪些具体的逻辑门、触发器等元件,而是将电路看作是一个黑箱,只关注其输入和输出之间的关系。因此,使用行为描述可以在不考虑具体电路结构的情况下,直接描述电路的功能。
下面是一个使用行为描述实现二位BCD码计数器的例子:
```
module bcd_counter(
input clk, reset,
output reg [3:0] bcd_out
);
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
bcd_out <= 4'b0000;
end else begin
case (bcd_out)
4'b0000: bcd_out <= 4'b0001;
4'b0001: bcd_out <= 4'b0010;
4'b0010: bcd_out <= 4'b0011;
4'b0011: bcd_out <= 4'b0100;
4'b0100: bcd_out <= 4'b0101;
4'b0101: bcd_out <= 4'b0110;
4'b0110: bcd_out <= 4'b0111;
4'b0111: bcd_out <= 4'b1000;
4'b1000: bcd_out <= 4'b1001;
4'b1001: bcd_out <= 4'b0000;
endcase
end
end
endmodule
```
这个例子中,我们使用了一个 always 块来描述计数器的行为,其中当 reset 信号为高电平时,计数器的输出被清零为 0;当 clk 信号为上升沿时,计数器的输出会自动加 1,当计数器的输出达到 9 时,它会从 9 跳转到 0,从而实现了二位BCD码的计数。
相比之下,结构描述是一种用于描述电路结构的方法,它需要明确指定电路中包含哪些具体的逻辑门、触发器等元件,以及它们之间的连线方式。因此,使用结构描述可以更加精确地描述电路的结构,但也需要更多的代码和更多的硬件资源。
对于二位BCD码计数器,使用结构描述的代码如下:
```
module bcd_counter(
input clk, reset,
output reg [3:0] bcd_out
);
reg [3:0] count1, count2;
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
count1 <= 4'b0000;
count2 <= 4'b0000;
end else begin
if (count1 == 4'b1001 && count2 == 4'b1001) begin
count1 <= 4'b0000;
count2 <= 4'b0000;
end else if (count1 == 4'b1001) begin
count1 <= 4'b0000;
count2 <= count2 + 1;
end else begin
count1 <= count1 + 1;
end
end
end
assign bcd_out = {count2, count1};
endmodule
```
这个例子中,我们使用了两个 reg 类型的寄存器 count1 和 count2 来存储计数器的值,当 count1 的值达到 9 时,它会将自己清零并将 count2 加 1;当 count2 的值也达到 9 时,整个计数器会被清零。最终的 BCD 码输出由 count2 和 count1 组成。
可以看到,使用结构描述的代码比使用行为描述的代码更加复杂,因为它需要明确指定电路中包含的寄存器和逻辑门的类型和连接方式。同时,使用结构描述还需要更多的硬件资源,因为它需要使用更多的寄存器和逻辑门来实现计数器的功能。因此,在实际设计电路时,应该根据实际需求和可用的资源来选择使用行为描述还是结构描述。
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