入门：Xilinx SRL16E如何实现16移位寄存器
2022-08-30
来源：FPGA设计论坛
在做FPGA的开发过程中经常会使用到移位寄存器，一般我们使用移位寄存器的目的都是为了将某个信号进行打拍，使得时序符合我们的需求。最常见的一种打拍方法就是在process过程语句中对信号进行移位（在verilog中是在always过程中进行移位）。但是这里我给大家介绍一下SRL6E，这个是Xilinx提供的一个原语，顾名思义，这是一个可以最大实现16位移位寄存的移位寄存器。
需要注意的是，SRL16E原语在不同的器件中表现形式可能稍有区别，下面是在Kintex-7系列器件中的SRL16E原语：
--使用原语时，需要加上这两句
Library UNISIM;
use UNISIM.vcomponents.all;
-- SRL16E: 16-bit shift register LUT with clock enable operaTIng on posedge of clock （Mapped to SliceM LUT6）
-- Kintex-7
-- Xilinx HDL Language Template, version 2017.4
--以下时=是SRL16E原语
SRL16E_inst : SRL16E
generic map （
INIT => X“0000”）--对寄存器进行初始化
port map （
Q => Q, -- SRL data output--寄存器输出端口
A0 => A0, -- Select[0] input--四个地址输入端口
A1 => A1, -- Select[1] input
A2 => A2, -- Select[2] input
A3 => A3, -- Select[3] input
CE => CE, -- Clock enable input--寄存器使能端口
CLK => CLK, -- Clock input --时钟端口
D => D -- SRL data input--寄存器输入端口
）；
-- End of SRL16E_inst instanTIaTIon
这里主要对地址进行一下说明。地址A3A2A1A0表明要对输入数据进行多少移位。如果是A3A2A1A0=“0000”，说明是对D端口输入数据进行1位移位，也就是说对D端口输入的数据进行一个周期的延迟。如果是A3A2A1A0=“1111”，说明是对D端口输入数据进行16位移位。
下面举一个例子来说明：
这是源程序，因为A3A2A1A0=“0011”，所以主要是对输入数据进行4个周期的延迟。
----------------------------------------------------------------------------------
-- Company:
-- Engineer:
--
-- Create Date: 2018/12/10 1605
-- Design Name:
-- Module Name: srl16e_test - Behavioral
-- Project Name:
-- Target Devices:
-- Tool Versions:
-- DescripTIon:
--
-- Dependencies:
--
-- Revision:
-- Revision 0.01 - File Created
-- Additional Comments:
--
----------------------------------------------------------------------------------
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
Library UNISIM;
use UNISIM.vcomponents.all;
-- Uncomment the following library declaration if using
-- arithmetic functions with Signed or Unsigned values
--use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;
-- Uncomment the following library declaration if instantiating
-- any Xilinx leaf cells in this code.
--library UNISIM;
--use UNISIM.VComponents.all;
entity srl16e_test is
Port （
clk : in std_logic;
data_in : in std_logic;
data_out: out std_logic
）；
end srl16e_test;
architecture Behavioral of srl16e_test is
signal q : std_logic:='0';
signal d : std_logic:='0';
begin
SRL16E_inst : SRL16E
generic map （
INIT => X“0000”）
port map （
Q => q, -- SRL data output
A0 => '1', -- Select[0] input
A1 => '1', -- Select[1] input
A2 => '0', -- Select[2] input
A3 => '0', -- Select[3] input
CE => '1', -- Clock enable input
CLK => clk, -- Clock input
D => d -- SRL data input
）；
d <= data_in;
data_out <= q;
end Behavioral;
这是仿真文件：
仿真文件中的输入数据是一个周期的单脉冲。
----------------------------------------------------------------------------------
-- Company:
-- Engineer:
--
-- Create Date: 2018/12/10 1615
-- Design Name:
-- Module Name: tb_srl16e - Behavioral
-- Project Name:
-- Target Devices:
-- Tool Versions:
-- Description:
--
-- Dependencies:
--
-- Revision:
-- Revision 0.01 - File Created
-- Additional Comments:
--
----------------------------------------------------------------------------------
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.All;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.All;
-- Uncomment the following library declaration if using
-- arithmetic functions with Signed or Unsigned values
--use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;
-- Uncomment the following library declaration if instantiating
-- any Xilinx leaf cells in this code.
library UNISIM;
use UNISIM.VComponents.all;
entity tb_srl16e is
end tb_srl16e;
architecture Behavioral of tb_srl16e is
component srl16e_test
port（
clk : in std_logic;
data_in : in std_logic;
data_out : out std_logic
）；
end component;
signal clk ='1';
signal in_data : std_logic:='0';
signal out_data: std_logic:='0';
begin
uut: srl16e_test
port map（
clk => clk,
data_in => in_data,
data_out => out_data
）；
process
begin
wait for 10 ns;
clk <= '0';
wait for 10 ns;
clk <= '1';
end process;
process
begin
in_data <= '0';
wait for 20 ns;
in_data <= '1';
wait for 20 ns;
in_data <= '0';
wait;
end process;
end Behavioral;
仿真波形：
输入数据是data_in，输出是data_out,可以看到对输入数据进行了4个周期的延迟。
更多信息可以来这里获取==>>电子技术应用-AET<<
