Verilog FPGA实现流水灯控制详解与PLL设计

本文档详细介绍了如何使用FPGA实现流水灯控制，主要分为以下几个部分： 1. **流水灯顶层设计**：首先设计了一个顶层架构，包括输入的时钟信号clk_50m和输出的4个字节led_out信号，用于控制LED灯的点亮顺序。这个设计目标是在FPGA中实现从左到右的灯光控制。 2. **PLL锁相环**：PLL（锁相环）在这个过程中扮演了关键角色，用于将输入的50MHz时钟信号提升到100MHz，以满足更高频率的信号需求。PLL内部包含了时钟倍频、相位调整等功能，并且有锁定信号输出，确保系统时钟与外部信号同步。作者通过Vivado工具创建并配置了一个名为PLL的IP核，设置了输入频率和输出配置，然后生成了相应的IP。 3. **Vivado调用与IP配置**：详细展示了在Vivado中如何新建项目，选择合适的FPGA芯片，调用并配置PLL IP核的过程。通过设置inputclockinformation参数和去除了不必要的复位输入，最终生成了PLL模块。 4. **time_top模块设计**：继PLL之后，设计了一个名为time_top的子模块，它接收时钟clk和复位reset信号，生成一个可调节的时间间隔使能信号，这是实现流水灯控制的关键，因为这使得LED灯按照预定的节奏逐个点亮。 5. **测试与验证**：作者在TB_PLL测试文件中编写了代码来模拟50MHz输入信号的行为，并观察到了在790ns时稳定的100MHz输出信号。同时，测试文件还演示了如何通过Vivado进行编译和仿真，以确保PLL和time_top模块的功能正确性。 这篇文章深入介绍了如何使用Verilog语言在FPGA上实现流水灯控制，包括PLL锁相环的设计与配置，以及如何通过Vivado工具将这些模块整合到实际项目中。这对于理解和实践FPGA硬件设计尤其有益，特别是在处理时钟同步和信号处理方面。