UART通信用のサンプリングクロック生成機

システムクロックからUART通信サンプリング用のクロックを生成するボーレート生成機 ( baud_gen ) モジュール。

clk: システムクロック

reset: リセット

tick: 生成されたサンプリング用クロック

dvsr: Divisor。システムクロックを分周するためのカウンタの上限値。以下の式で求める

dvsr = システムクロック / サンプリング回数 * ボーレート

例

UARTのボーレートが9600Hz

1周期あたりのサンプリング回数が16回

システムクロックが100MHz

の場合、

dvsr = 100,000,000(100Mhz) / 16(サンプリング回数) * 9600(ボーレート)

dvsr = 651 となる

code:baud_gen.sv

module baud_gen(

input clk, reset,

output tick

);

always_ff @(posedge clk, posedge reset)

if (reset)

n_reg <= 0;

else

n_reg <= n_next;

assign n_next = (n_reg == dvsr) ? 0 : n_reg + 1;

assign tick = (n_reg == 1);

endmodule

code:baud_gen_testbench.sv

`timescale 1ns/1ps

// iverilog -g 2012 -s baud_gen_testbench baud_gen.sv baud_gen_testbench.sv && ./a.out

module baud_gen_testbench();

logic clk, reset, tick;

baud_gen bg (

.clk(clk),

.reset(reset),

.dvsr(11'd651), // 100MHz / (16サンプリング * 9600Hz)

.tick(tick)

);

initial begin

$dumpfile("baud_gen.vcd");

$dumpvars(0, bg);

clk = 0;

// 50万タイムスケール後に終了する

end

// 5nsごとにclkを反転することで100MHzのクロックを生成

clk <= ~clk;

endmodule

動作確認

$ iverilog -g 2012 -s baud_gen_testbench baud_gen.sv baud_gen_testbench.sv && ./a.out

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