Contadores modulares, saturação e pulsos de término

Três políticas diferentes ao exceder o intervalo

Com o mesmo registrador^{iRegistrador Circuito que armazena vários bits de estado. Os registradores síncronos deste curso capturam a entrada especificada na borda de clock. Saiba mais} de N bits, a especificação decide se retorna, satura ou indica erro ao atingir o máximo.

Em oito bits, passar de 255 para 0 e permanecer em 255 são funções diferentes. Um acumulador que trate positivos e negativos também precisa do intervalo signed e de saturação nos dois limites.

Cada coluna abaixo registra uma borda de subida^{iBorda de subida Instante em que o clock passa de 0 para 1. É diferente do nível alto, que abrange todo o intervalo com CLK=1. Saiba mais}; entradas anteriores e estados «depois» posteriores. O alinhamento ordena amostras, não representa propagação física^{iAtraso de propagação Tempo entre uma mudança de entrada e a estabilização da saída no valor correto. Equivalência lógica e comportamento temporal são propriedades distintas. Saiba mais}. Com count=8, reset=0, enable=1 iniciais, módulo 10, retorno de quatro bits e saturação de quatro bits produzem trajetórias diferentes.

Compare o último estado do módulo M

Para um pulso a cada dez incrementos, use estados 0–9 e conte apenas bordas habilitadas. Pode-se registrar pulse com o significado «nesta borda, 9 foi consumido e houve retorno a 0».

always_ff @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    count <= 4'd0;
    pulse <= 1'b0;
  end else begin
    pulse <= 1'b0;
    if (en) begin
      if (count == 4'd9) begin
        count <= 4'd0;
        pulse <= 1'b1;
      end else count <= count + 4'd1;
    end
  end
end

A atribuição padrão retorna pulse a 0 na próxima borda. Já uma saída count==9 pode durar vários ciclos se enable=0 parar o contador. Distinga estado terminal de evento de conclusão.

De onde o período é contado

Após reset e partindo de count=0, são necessárias dez bordas com enable=1 para o primeiro pulse. Mais do que chamar a primeira borda de 0 ou 1, importa definir entradas, estados e saídas consistentemente.

O controle abaixo é módulo 16. Partindo de 1110, uma borda dá 1111 e a próxima, 0000. Pare em 1111 com enable=0. Manutenção e saturação podem mostrar o mesmo valor, mas diferem ao retomar. Compare qual valor um contador saturante deveria ter nessas condições.