`define LENTH 28
`define VAR5

`ifdef VAR1
`define TIM1
`elsif VAR2
`define TIM1
`elsif VAR3
`define TIM1
`else
`define TIM2
`endif

module Timer_m
`ifdef TIM1
(
(* chip_pin = "91",
altera_attribute = "-name global_signal on; -name io_standard lvds" *)
input bit clk, // high-speed clock
input bit [`LENTH-1:0] rld, // reload data
output bit pls // timer overload pulse
);
`endif

`ifdef VAR1
bit [`LENTH:0] cnt;
always_ff @(posedge clk) begin
if (cnt[`LENTH]) cnt <= {1'b0, rld};
else cnt <= cnt - 1;
end
assign pls = cnt[`LENTH];

`elsif VAR2
bit [`LENTH-1:0] cnt;
always_ff @(posedge clk) begin
if (cnt[`LENTH-1]) cnt <= rld;
else cnt <= cnt - 1;
end
assign pls = cnt[`LENTH-1];

`elsif VAR3
bit [`LENTH-1:0] cnt;
always_ff @(posedge clk) begin
if (cnt[`LENTH-1]) cnt <= rld;
else cnt <= cnt[`LENTH-2:0] - 1;
end
assign pls = cnt[`LENTH-1];
`endif

`ifdef TIM2
(
(* chip_pin = "91",
altera_attribute = "-name global_signal on; -name io_standard lvds" *)
input bit clk, // high-speed clock
input bit [`LENTH-1:0] rld, // reload data
input bit ldp, // load pulse
output bit pls // timer overload pulse
);
`endif

`ifdef VAR4
bit [`LENTH:0] cnt;
always_ff @(posedge clk) begin
if (cnt[`LENTH]) cnt <= {ldp, rld};
else cnt <= cnt[`LENTH-1:0] - 1;
end
assign pls = cnt[`LENTH];
`endif

`ifdef VAR5
bit [`LENTH-1:0] cnt;
always_ff @(posedge clk) begin
if (pls) {pls, cnt} <= {ldp, rld};
else {pls, cnt} <= cnt - 1;
end
`endif

endmodule : Timer_m

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

ENTITY KAA_COUNTER_ENA_SCLR IS
GENERIC
(
DIRECTION : STRING := "UP"; -- UP / DOWN Направление счета
MAX_VALUE : INTEGER := 127 -- До скольки считает счетчик(от нуля до MAX_VALUE)
);
PORT
(
CLK : IN STD_LOGIC;
ENA : IN STD_LOGIC;
SCLR : IN STD_LOGIC;
DATA_OUT : OUT INTEGER RANGE 0 TO MAX_VALUE
);
END ENTITY;

ARCHITECTURE RTL OF KAA_COUNTER_ENA_SCLR IS
--=====================================================================
-- Функция определения разрядности шины - логарифм по основанию 2
--=====================================================================
FUNCTION LOG2 (MAX_VALUE : INTEGER) RETURN INTEGER IS -- Функция вычесления логарифма по основанию 2 для определения разрядности
VARIABLE CNT : INTEGER := 0; -- Счетчик для подсчета количества делений на 2
VARIABLE TEMP : INTEGER := MAX_VALUE + 1; -- Делимое - это максимальное количество СОСТОЯНИЙ счетчика
BEGIN
WHILE (TEMP > 1) LOOP -- Пока делимое больше 1 совершаем цикл деления на 2
CNT := CNT + 1 ; -- Считаем количество циклов деления
TEMP := TEMP/2; -- Делим число на 2 каждый цикл
END LOOP;
RETURN CNT; -- Значение счетчика и есть логарифм
END LOG2;

SIGNAL COUNTER_INTEGER : INTEGER RANGE 0 TO MAX_VALUE := 0; -- Счетчик обнуляемый условием максимального счета
SIGNAL COUNTER_UNSIGNED : UNSIGNED(LOG2(MAX_VALUE)-1 DOWNTO 0) := (others => '0'); -- Счетчик с автомватическим обнулением при переполнении
BEGIN

--================================================================================
==========================
-- Если максимальное значение счетчика переведенное в двоичное число не состоит из одних только единиц
-- Значит у нас счетчик обнуляется значением максимального счета т.е до наступления переполнения разрядов
--================================================================================
==========================
COUNTER_INTEGER_GEN : IF ( TO_UNSIGNED(MAX_VALUE,LOG2(MAX_VALUE) ) /= ( LOG2(MAX_VALUE)-1 DOWNTO 0 => '1' ) ) GENERATE
CNT_PROC : PROCESS
(
CLK
)
BEGIN
IF (RISING_EDGE(CLK)) THEN
--==========================================================================
-- Генерируем суммирующий счетчик обнуляющийся максимальным значением счета
--==========================================================================
IF (DIRECTION = "UP") THEN -- Если направление счета "вверх" генерируется суммирующий счетчик
IF (ENA = '1') THEN -- При активном сигнале разрешения раблоты
IF (COUNTER_INTEGER = MAX_VALUE) THEN -- При наступлении максимального значения счетчика
COUNTER_INTEGER <= 0; -- Обнулим его
ELSE
COUNTER_INTEGER <= COUNTER_INTEGER + 1; -- Иначе будем его инкрементировать
END IF;
END IF;
IF (SCLR = '1') THEN -- При активном синхронном сбросе
COUNTER_INTEGER <= 0; -- Сбросим счетчик в ноль
END IF;
END IF;
--==========================================================================
-- Генерируем вычитающий счетчик обнуляющийся максимальным значением счета
--==========================================================================
IF (DIRECTION = "DOWN") THEN -- Если направление счета "вниз" то генерируется вычитающий счетчик
IF (ENA = '1') THEN -- При активном сигнале разрешения раблоты
IF (COUNTER_INTEGER = 0) THEN -- При наступлении максимального значения счетчика
COUNTER_INTEGER <= MAX_VALUE; -- Обнулим его
ELSE
COUNTER_INTEGER <= COUNTER_INTEGER - 1; -- Иначе будем его декрементировать
END IF;
END IF;
IF (SCLR = '1') THEN -- При активном синхронном сбросе
COUNTER_INTEGER <= MAX_VALUE; -- Сбросим счетчик в максимальное значение
END IF;
END IF;
END IF;
END PROCESS;
DATA_OUT <= COUNTER_INTEGER; -- Выдадим значение счетчика на выходные порты модуля
END GENERATE;

--================================================================================
==========================
-- Если максимальное значение счетчика это (2**N - 1)
-- Значит у нас полный счетчик, который обнуляется переполнением разрядов
--================================================================================
==========================
COUNTER_UNSIGNED_GEN : IF ( TO_UNSIGNED(MAX_VALUE,LOG2(MAX_VALUE) ) = ( LOG2(MAX_VALUE)-1 DOWNTO 0 => '1' ) ) GENERATE
CNT_PROC : PROCESS
(
CLK
)
BEGIN
IF (RISING_EDGE(CLK)) THEN
--==========================================================================
-- Генерируем суммирующий счетчик обнуляющийся переполнением разрядов
--==========================================================================
IF (DIRECTION = "UP") THEN -- Если направление счета "вверх" генерируется суммирующий счетчик
IF (ENA = '1') THEN -- При активном сигнале разрешения раблоты
COUNTER_UNSIGNED <= COUNTER_UNSIGNED + "1"; -- Инкрементируем его каждый такт
END IF;
IF (SCLR = '1') THEN -- При активном синхронном сбросе
COUNTER_UNSIGNED <= (OTHERS => '0'); -- Сбросим счетчик в ноль
END IF;
END IF;
--==========================================================================
-- Генерируем вычитающий счетчик обнуляющийся переполнением разрядов
--==========================================================================
IF (DIRECTION = "DOWN") THEN -- Если направление счета "вниз" то генерируется вычитающий счетчик
IF (ENA = '1') THEN -- При активном сигнале разрешения раблоты
COUNTER_UNSIGNED <= COUNTER_UNSIGNED - "1"; -- Декрементируем его каждый такт
END IF;
IF (SCLR = '1') THEN -- При активном синхронном сбросе
COUNTER_UNSIGNED <= TO_UNSIGNED(MAX_VALUE,LOG2(MAX_VALUE) ); -- Сбросим счетчик в единицы
END IF;
END IF;
END IF;
END PROCESS;
DATA_OUT <= TO_INTEGER(COUNTER_UNSIGNED); -- Выдадим значение счетчика на выходные порты модуля
END GENERATE;
END ARCHITECTURE;

x and (x - 1) = 0