parameter, localparam, $clog2 und Grenzkonfigurationen

Parameter werden bei der Elaboration festgelegt

Ein Port ändert sich im Betrieb; parameter konfiguriert die Struktur vorher; localparam benennt eine abgeleitete Konstante, die die Instanz nicht überschreibt. Beides sind keine Variablen je Takt. Ein Modulo-N-Zähler nutzt 0..N−1. Für N≥2 reicht $clog2(N); bei N=1 ergibt dies Null, also reservieren Sie mindestens ein Bit. N=0 liegt außerhalb des Vertrags.

Abschluss an einer freigegebenen Flanke

Beim Übergang des alten count von N−1 auf Null wird pulse registriert. Eine gesperrte Flanke hält count und löscht pulse. Synchroner Reset löscht beide und gewinnt gegen enable. N ist eine positive Ganzzahl im unterstützten Bereich.

module modulo_tick #(
  parameter integer N = 5,
  parameter integer CW = (N <= 1) ? 1 : $clog2(N)
) (
  input  logic          clk, rst, enable,
  output logic [CW-1:0] count,
  output logic          pulse
);
  localparam logic [CW-1:0] LAST = CW'(N-1);
  always_ff @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      count <= '0;
      pulse <= 1'b0;
    end else begin
      pulse <= 1'b0;
      if (enable) begin
        if (count >= LAST) begin
          count <= '0;
          pulse <= 1'b1;
        end else count <= count + 1'b1;
      end
    end
  end
endmodule

CW steht in Ports und ist deshalb ein offener Parameter. Behalten Sie den Standard oder ≥max(1,$clog2(N)). Ein kleinerer Wert kürzt LAST; ein größerer erzeugt ungenutzte Codes, die >= an einer freigegebenen Flanke auf Null zurückführt. CW'(N-1) legt die Größe fest und repariert keine ungültigen Parameter. Validieren Sie vor der Elaboration; eine Laufzeitassertion repariert keine falsche Deklaration.

Konfigurationsmatrix

Ein Speicherbit erlaubt bei N=1 trotzdem nur den gültigen Zustand 0. N=5 besucht 5,6,7 normalerweise nicht. Nur Zweierpotenzen aufzunehmen würde den fehlenden ausdrücklichen Rücksetzvergleich verdecken.

Übung: Verhalten und Ablehnung

Instanziieren Sie N=1,2,5,8, prüfen Sie mindestens zwei Perioden, pausieren Sie am Endwert und aktivieren Sie Reset gleichzeitig mit enable. Vergleichen Sie jedes count/pulse. Die ganzzahlige Referenz löscht bei Reset, setzt pulse zunächst Null und erhöht bei enable modulo N mit Überlauferkennung; sie verwendet weder CW noch internen DUT-Zustand. Prüfen Sie die Ablehnung von N=0 und zu kleinem CW. Wiederverwendung gilt für den angegebenen und geprüften Bereich, nicht aufgrund eines bestandenen Standardfalls.