用verilog实现PLL模块产生3.2GHz和6.4GHz的时

时间: 2024-02-20 21:00:03 浏览: 30
PLL(Phase Locked Loop)是一种常用的时钟生成电路,可以将输入时钟的频率倍频或分频,并且可以实现锁相环功能,使得输出时钟与参考时钟保持同步。以下是一种可能的Verilog代码实现: ```verilog module pll ( input CLKIN, // 输入时钟 output CLKOUT0, // 输出时钟0 output CLKOUT1, // 输出时钟1 output LOCK // 锁定信号 ); parameter CLKIN_PERIOD = 10; // 输入时钟周期为10ns parameter CLKOUT0_PERIOD = 0.3125; // 输出时钟0周期为312.5ps parameter CLKOUT1_PERIOD = 0.15625; // 输出时钟1周期为156.25ps parameter Kp = 0.1; // 比例增益 parameter Ki = 0.01; // 积分增益 parameter Kd = 0.001; // 微分增益 reg [31:0] phase_reg0, phase_reg1; reg [31:0] freq_reg0, freq_reg1; reg [31:0] int_reg0, int_reg1; reg [31:0] div_reg0, div_reg1; wire [31:0] phase_diff0, phase_diff1; wire [31:0] freq_diff0, freq_diff1; wire [31:0] int_diff0, int_diff1; wire [31:0] div_diff0, div_diff1; wire reset; wire locked; // 相位检测器模块 phase_detector #( .CLKIN_PERIOD(CLKIN_PERIOD), .CLKOUT0_PERIOD(CLKOUT0_PERIOD), .CLKOUT1_PERIOD(CLKOUT1_PERIOD) ) phase_detector_inst ( .CLKIN(CLKIN), .CLKOUT0(CLKOUT0), .CLKOUT1(CLKOUT1), .PHASE_DIFF0(phase_diff0), .PHASE_DIFF1(phase_diff1) ); // 频率检测器模块 frequency_detector #( .CLKIN_PERIOD(CLKIN_PERIOD), .CLKOUT0_PERIOD(CLKOUT0_PERIOD), .CLKOUT1_PERIOD(CLKOUT1_PERIOD) ) frequency_detector_inst ( .CLKIN(CLKIN), .CLKOUT0(CLKOUT0), .CLKOUT1(CLKOUT1), .FREQ_DIFF0(freq_diff0), .FREQ_DIFF1(freq_diff1) ); // 积分模块 integrator #( .CLKIN_PERIOD(CLKIN_PERIOD), .CLKOUT0_PERIOD(CLKOUT0_PERIOD), .CLKOUT1_PERIOD(CLKOUT1_PERIOD) ) integrator_inst ( .CLKIN(CLKIN), .CLKOUT0(CLKOUT0), .CLKOUT1(CLKOUT1), .INT_DIFF0(int_diff0), .INT_DIFF1(int_diff1) ); // 微分模块 differentiator #( .CLKIN_PERIOD(CLKIN_PERIOD), .CLKOUT0_PERIOD(CLKOUT0_PERIOD), .CLKOUT1_PERIOD(CLKOUT1_PERIOD) ) differentiator_inst ( .CLKIN(CLKIN), .CLKOUT0(CLKOUT0), .CLKOUT1(CLKOUT1), .DIV_DIFF0(div_diff0), .DIV_DIFF1(div_diff1) ); // 锁相环控制器模块 loop_filter #( .CLKIN_PERIOD(CLKIN_PERIOD), .CLKOUT0_PERIOD(CLKOUT0_PERIOD), .CLKOUT1_PERIOD(CLKOUT1_PERIOD), .Kp(Kp), .Ki(Ki), .Kd(Kd) ) loop_filter_inst ( .CLKIN(CLKIN), .CLKOUT0(CLKOUT0), .CLKOUT1(CLKOUT1), .PHASE_DIFF0(phase_diff0), .PHASE_DIFF1(phase_diff1), .FREQ_DIFF0(freq_diff0), .FREQ_DIFF1(freq_diff1), .INT_DIFF0(int_diff0), .INT_DIFF1(int_diff1), .DIV_DIFF0(div_diff0), .DIV_DIFF1(div_diff1), .RESET(reset), .LOCK(locked) ); // 分频器模块,将输出时钟分频为1/2或1/4 always @(posedge CLKOUT0) begin div_reg0 <= div_reg0 + 1; if (div_reg0 == 0) begin phase_reg0 <= phase_reg0 + 1; if (phase_reg0 == 0) begin CLKOUT0 <= ~CLKOUT0; // 产生50%占空比的时钟 end end end always @(posedge CLKOUT1) begin div_reg1 <= div_reg1 + 1; if (div_reg1 == 0) begin phase_reg1 <= phase_reg1 + 1; if (phase_reg1 == 0) begin CLKOUT1 <= ~CLKOUT1; // 产生50%占空比的时钟 end end end // 频率、相位、积分、微分计数器 always @(posedge CLKIN) begin if (locked) begin freq_reg0 <= freq_reg0 + int_reg0 - div_reg0; freq_reg1 <= freq_reg1 + int_reg1 - div_reg1; phase_reg0 <= phase_reg0 + freq_reg0; phase_reg1 <= phase_reg1 + freq_reg1; int_reg0 <= int_reg0 + int_diff0; int_reg1 <= int_reg1 + int_diff1; div_reg0 <= div_reg0 + div_diff0; div_reg1 <= div_reg1 + div_diff1; end end // 外部复位端口 always @(posedge CLKIN) begin if (reset) begin phase_reg0 <= 0; phase_reg1 <= 0; freq_reg0 <= 0; freq_reg1 <= 0; int_reg0 <= 0; int_reg1 <= 0; div_reg0 <= 0; div_reg1 <= 0; CLKOUT0 <= 0; CLKOUT1 <= 0; end end endmodule ``` 该代码使用了相位检测器、频率检测器、积分器、微分器和锁相环控制器等模块实现PLL功能,同时还包含了分频器模块将输出时钟分频为1/2或1/4。需要注意的是,PLL的参数需要根据具体的应用场景进行调整,比如增益系数等。

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