【智多晶FPGA-039】【开发流程】IP调用之DSP，乘/除法器

磕磕碰碰 · 发表于 2022-5-4 22:59:35

1、DSP模块实现的乘法器
创建一个DSP测试工程“DSP_test”，进入IP管理，选择“DSP_Mult”。进入乘法器IP设置界面，设置相应的输入和输出位宽，有无符号数。

创建好IP后建立测试“DSP_test_tb”文件

[C#] 纯文本查看 复制代码

`timescale 1ns/1ps
`define CLK_PERIOD 40

module DSP_test_tb;

    xsGSR xsGSR_INST(.GSR(1'b1));
    xsPWR xsPWR_INST(.PUR(1'b1));

        reg clk;
        reg Reset0;
        reg ClkEn0;
        reg ClkEn1;
        
        wire Product;
        
        initial clk = 1;
    always #(`CLK_PERIOD/2) clk = ~clk;
        
        
        //乘法器
        DSP_MULT DSP_MULT(
                .Clock0(clk), 
                .ClkEn0(ClkEn0), 
                .Reset0(Reset0), 
                .A(8), 
                .B(16), 
                .Product(Product)
        );
       
        
        initial begin
                Reset0 = 1'b1;
                ClkEn0 = 1'b0;
                ClkEn1 = 1'b0;
                //ClkEn2 = 1'b0;
                #202;
                Reset0 = 1'b0;
                #200;
                ClkEn0 = 1'b1;
                ClkEn1 = 1'b1;
                //ClkEn2 = 1'b1;

                #2000;
                $stop;
        end
        
endmodule

如图乘法的最大延迟为3，计算结果为h10*h08=h80

2、DSP模块实现的乘\加\减功能IP
DSP_MULTADDSUB可实现乘加、乘减运算，运算方式可以在配置栏选：加、减或动态。

数据输出位宽一定要等于A端位宽 + B端位宽 + 1，否则计算结果就出错。
在我们的tb文件的initial前加上DSP_MULTADDSUB的调用代码

[C#] 纯文本查看 复制代码

wire Sum;
        
        DSP_MULTADDSUB DSP_MULTADDSUB(
                .Clock0(clk),
                .ClkEn0(ClkEn1),
                .Reset0(Reset0),
                .ADDNSUB(0),
                .A0(10),
                .A1(2),
                .B0(3),
                .B1(4),
                .Sum(Sum)
        );

！！注意
这里的出现的ADDNSUB端口，以及后文中出现的ADDNSUB1和ADDNSUB3。
都是在将运算方式改为dynamic（动态模式）的前提下引入的端口如下图

我们切换运算方式的办法通常有两种
1.直接在ip设置界面修改以切换

2.!!(推荐使用)!!将运算模式修改为dynamic模式（动态模式）
动态模式下我们可以在tb文件中通过直接给这个端口赋值的方式改变运算的方式

.ADDNSUB(0),表示设置为add模式
进行乘加运算：A0*B0+A1*B1 得h26即38

.ADDNSUB(1),表示设置为sub模式
进行乘减运算：A0*B0-A1*B1 得h16即22

需要另外注意的是不管是直接通过修改ip设置中的运算模式以更新ip，还是通过及工程，进行运算。

3、乘\加\减\求和
DSP_MULTADDSUBSUM可实现乘加求和、乘减求和、乘加与乘减求和运算，运算方式可以在配置栏选择。

运算方式同样可以选：加、减或动态。注意数据输出位宽一定要等于A端位宽 + B端位宽 + 2
同样我们需要在tb文件中加入新ip的调用，此时还需要把initial begin中注释掉的两句关于ClkEn2的语句恢复。（是因为之前没有定义这个端口也用不到，防止仿真报错所以注释掉）

[C#] 纯文本查看 复制代码

reg ClkEn2;
        DSP_MULTADDSUBSUM DSP_MULTADDSUBSUM 
        (
                .Clock0(clk), 
                .ClkEn0(ClkEn2), 
                .Reset0(Reset0), 
                .ADDNSUB1(0),
                .ADDNSUB3(1),
                .A0(1), 
                .A1(2), 
                .A2(3), 
                .A3(4), 
                .B0(1), 
                .B1(2), 
                .B2(3), 
                .B3(4), 
                .Sum()
        );

通过分配我们的ADDNSUB1和ADDNSUB3, 易得我们此处有四种分配方式，（++、+ -、- +、- -）
进行乘加求和运算：（A0*B0 + A1*B1）+（A2*B2 + A3*B3）得数为d30即h1e

进行乘减求和运算：（A0*B0 - A1*B1）+（A2*B2 - A3*B3）得数是d'-10这里取了补码就变成了ffff6，取反后是1001，+1变成10

另外进行先乘减后乘加（A0*B0 - A1*B1）+（A2*B2 + A3*B3）得h16

进行先乘加后乘减（A0*B0 + A1*B1）+（A2*B2 - A3*B3）得ffffe，取反b‘0001，加一为b’2

3、DIVIDER除法器
添加“Divider”IP到测试工程，在IP管理页点击打开“Divider”，设置并添加。

例化并设置参数。

[C#] 纯文本查看 复制代码

wire Quotient;
        wire Remainder;
        wire result_vld;
        
        
        xsIP_DIVIDER xsIP_DIVIDER(
        .rst(Reset0),
    .clk(clk),
    .divider_en(1),
    .din_vld(9),
    .dividend(16),
    .divisor(5),
    .result_vld(),
    .quotient(),
    .remainder()
        );

设置Modelsim仿真，添加并加载仿真，观察仿真发现，数据延时9个时钟周期输出。

（2.14版）工程源码

DSP_test.rar (956.2 KB, 下载次数: 386)

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【智多晶FPGA-001】小梅哥智多晶FPGA产品使用自助服务手册

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