沒有任何寄存器邏輯，RTL設計是不完整的。RTL是寄存器傳輸級或邏輯，用于描述依賴于當前輸入和過去輸出的數字邏輯。

在異步計數器中，時鐘信號不由公共時鐘源驅動。如果LSB觸發器的輸出作為后續觸發器的輸入，則設計是異步的。異步設計的主要問題是由于級聯，觸發器的累積時鐘到q延遲。由于存在小故障或尖峰問題，ASIC/FPGA設計中不建議使用異步計數器，甚至此類設計的時序分析也非常復雜。

所以接下來只介紹一種計數器

波紋計數器Ripple Counters

紋波計數器是一個異步計數器，如圖5.33所示。如邏輯圖所示，所有觸發器均為正邊緣觸發，LSB寄存器從主時鐘源接收時鐘。LSB觸發器的輸出作為下一級的時鐘輸入。

圖5.33三位紋波計數器邏輯圖

四位紋波遞增計數器的Verilog RTL如例5.18所示。綜合邏輯如圖5.34所示。

示例5.18四位紋波遞增計數器的Verilog RTL

圖5.34四位紋波遞增計數器的綜合邏輯

內存模塊設計

在大多數ASIC/FPGA設計和基于SoC的設計中，存儲器用于存儲二進制數據。存儲器可以是ROM、RAM、單端口或雙端口類型。本節的目的是描述基本的單端口讀寫存儲器。時序如圖5.35所示。

如時序所示，讀寫操作由“rd_wr”控制，如果“cs”為高電平，則在時鐘信號“clk”的正邊緣對數據進行采樣。地址輸入由總線“address”描述。

單端口讀寫存儲器的Verilog RTL如例5.19所示。

圖5.35存儲器的時序

示例5.19讀寫存儲器的Verilog RTL

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