眾所周知,分頻器是FPGA設計中使用頻率非常高的基本設計之一,盡管在目前大部分設計中,廣泛使用芯片廠家集成的鎖相環(huán)資源,如altera 的PLL,Xilinx的DLL.來進行時鐘的分頻,倍頻以及相移。但是對于時鐘要求不高的基本設計,通過語言進行時鐘的分頻相移仍然非常流行,首先這種方法可以節(jié)省芯片內部的鎖相環(huán)資源,再者,消耗不多的邏輯單元就可以達到對時鐘操作的目的。另一方面,通過語言設計進行時鐘分頻,可以看出設計者對設計語言的理解程度。因此很多招聘單位在招聘時往往要求應聘者寫一個分頻器（比如奇數(shù)分頻）以考核應聘人員的設計水平和理解程度。
下面講講對各種分頻系數(shù)進行分頻的方法：
第一,偶數(shù)倍分頻：偶數(shù)倍分頻應該是大家都比較熟悉的分頻,通過計數(shù)器計數(shù)是完全可以實現(xiàn)的。如進行N倍偶數(shù)分頻,那么可以通過由待分頻的時鐘觸發(fā)計數(shù)器計數(shù),當計數(shù)器從0計數(shù)到N/2-1時,輸出時鐘進行翻轉,并給計數(shù)器一個復位信號,使得下一個時鐘從零開始計數(shù)。以此循環(huán)下去。這種方法可以實現(xiàn)任意的偶數(shù)分頻。
第二：奇數(shù)倍分頻：奇數(shù)倍分頻常常在論壇上有人問起,實際上,奇數(shù)倍分頻有兩種實現(xiàn)方法：首先,完全可以通過計數(shù)器來實現(xiàn),如進行三分頻,通過待分頻時鐘上升沿觸發(fā)計數(shù)器進行模三計數(shù),當計數(shù)器計數(shù)到鄰近值進行兩次翻轉,比如可以在計數(shù)器計數(shù)到1時,輸出時鐘進行翻轉,計數(shù)到2時再次進行翻轉。即是在計數(shù)值在鄰近的1和2進行了兩次翻轉。這樣實現(xiàn)的三分頻占空比為1/3或者2/3。如果要實現(xiàn)占空比為50%的三分頻時鐘,可以通過待分頻時鐘下降沿觸發(fā)計數(shù),和上升沿同樣的方法計數(shù)進行三分頻,然后下降沿產(chǎn)生的三分頻時鐘和上升沿產(chǎn)生的時鐘進行相或運算,即可得到占空比為50%的三分頻時鐘。這種方法可以實現(xiàn)任意的奇數(shù)分頻。歸類為一般的方法為：對于實現(xiàn)占空比為50%的N倍奇數(shù)分頻,首先進行上升沿觸發(fā)進行模N計數(shù),計數(shù)選定到某一個值進行輸出時鐘翻轉,然后經(jīng)過（N-1）/2再次進行翻轉得到一個占空比非50%奇數(shù)n分頻時鐘。再者同時進行下降沿觸發(fā)的模N計數(shù),到和上升沿觸發(fā)輸出時鐘翻轉選定值相同值時,進行輸出時鐘時鐘翻轉,同樣經(jīng)過（N-1）/2時,輸出時鐘再次翻轉生成占空比非50%的奇數(shù)n分頻時鐘。兩個占空比非50%的n分頻時鐘相或運算,得到占空比為50%的奇數(shù)n分頻時鐘。另外一種方法：對進行奇數(shù)倍n分頻時鐘,首先進行n/2分頻（帶小數(shù),即等于(n-1)/2+0.5）,然后再進行二分頻得到。得到占空比為50%的奇數(shù)倍分頻。
下面講講進行小數(shù)分頻的設計方法:
第三 ,小數(shù)分頻：首先講講如何進行n+0.5分頻,這種分頻需要對輸入時鐘進行操作�；镜脑O計思想：對于進行n+0.5分頻,首先進行模n的計數(shù),在計數(shù)到n-1時,輸出時鐘賦為‘1’,回到計數(shù)0時,又賦為0,因此,可以知道,當計數(shù)值為n-1時,輸出時鐘才為1,因此,只要保持計數(shù)值n-1為半個輸入時鐘周期,即實現(xiàn)了n+0.5分頻時鐘,因此保持n-1為半個時鐘周期即是一個難點。從中可以發(fā)現(xiàn),因為計數(shù)器是通過時鐘上升沿計數(shù),因此可以在計數(shù)為n-1時對計數(shù)觸發(fā)時鐘進行翻轉,那么時鐘的下降沿變成了上升沿。即在計數(shù)值為n-1期間的時鐘下降沿變成了上升沿,則計數(shù)值n-1只保持了半個時鐘周期,由于時鐘翻轉下降沿變成上升沿,因此計數(shù)值變?yōu)?。因此,每產(chǎn)生一個n+0.5分頻時鐘的周期,觸發(fā)時鐘都是要翻轉一次。設計思路如下：

由上述原理圖可知：
觸發(fā)時鐘的翻轉通過n+0.5分頻信號的二分頻,然后與輸入時鐘相或運算即可。
第四：任意整數(shù)帶小數(shù)的分頻。這種分頻一般來說,可以通過不同分頻進行組合實現(xiàn)。比如實現(xiàn)6+1/3分頻,可以通過兩個七分頻脈沖加上一個五分頻脈沖實現(xiàn)一個該分頻設計,即（2*7+5）/（2+1）實現(xiàn)分頻,一般而言,這種分頻由于分頻輸出的時鐘脈沖抖動很大,在設計中使用已經(jīng)非常少。但是也是可以實現(xiàn)的。