VHDL-kieli FPGA-suunnittelussa/4-bittinen BCD-laskuri

VHDL-kieli FPGA-suunnittelussa

Binary-coded Decimal

Binary-coded Decimal tai BCD on tapa esittää desimaaliluku bittijonona elektronisissa laitteissa. Sen sijaan, että muutettaisiin koko luku binääriksi, BCD jakaa luvun numeroihin ja muuntaa jokaisen numeron 4-bittiseksi binäärikoodiksi.

Täten, esimerkiksi, luku 345 on BCD-koodina

0011 0100 0101

Tämä on 3 numeroa pidempi kuin oikea vastaava binääri, 101011001, mutta sillä on useita etuja:

• Sitä voidaan helposti käyttää näyttöjen ohjaukseen, koska jokainen numero on koodattu erikseen.
• Se sallii jokaisen muutoksen desimaaliluvuksi; todellinen binääristä desimaaliksi muunnos on vaikeaa ja vaikeutuu aina enemmän mitä pidempi luku on.
• Skaalautuu helposti 10 tekijöillä.

BCD-koodilla on myös haittapuolensa:

• On vaikeaa toteuttaa aritmeettisia operaatioita BCD-koodilla.
• Se on hieman pidempi kuin todellinen binaari, joten se vaatii enemmän tallennustilaa.

4-bittinen BCD-laskuri

Yllä, 4-bittisen BCD-laskurin totuustaulu

Laskee sisääntulo pulsseja nollasta yhdeksään, jonka jälkeen laskuri nollautuu ja aloittaa laskennan alusta.

Linkki videoon, joka esittää erittäin hyvin 4-bittisen BCD-laskurin toiminnan: BCD-laskuri

VHDL-toteutus, 4-Bit BCD Up Counter with Clock enable

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
 
entity Counter2_VHDL is
   port( Clock: in std_logic;
         Clock_enable: in std_logic;
         Reset: in std_logic;
         Output: out std_logic_vector(0 to 3));
end Counter2_VHDL;
 
architecture Behavioral of Counter2_VHDL is
   signal temp: std_logic_vector(0 to 3);
begin
   process(Clock,Reset)
   begin
      if Reset='1' then
         temp <= "0000";
      elsif(Clock'event and Clock='1') then
         if Clock_enable='0' then
            if temp="1001" then
               temp<="0000";
            else
               temp <= temp + 1;
            end if;
         else
            temp <= temp;
         end if;
      end if;
   end process;
   Output <= temp;
end Behavioral;

Simulaatiotulos