慢吞云雾缓吐愁 发表于 2024-5-15 11:36:43

parameter常数及常数函数的使用

模型功能


[*]常数在verilog设计中具备特殊的含义

[*]一个可以由编译器进行处置惩罚的数

[*]和C语言中常数一个不变的变量的作用不同
[*]在verilog中,常数更多地作为预编译变量以提高设计的灵活性

[*]在上一篇文章中已经使用的genvar i就是用于级联变量而存在

[*]也就是说

[*]verilog的常数更多地服务于布局描述
[*]当然也可以作为数据,用于一些计算

[*]而常数函数,则是实现参数关联的方法
模型框图

`timescale 1ns / 1ps
/*
*/
// *******************************************************************************
// Company: Fpga Publish
// Engineer: FP
//
// Create Date: 2024/03/24 12:39:43
// Design Name:
// Module Name: verilog_demo
// Project Name:
// Target Devices: ZYNQ7010 | XCZU2CG | Kintex7
// Tool Versions: 2021.1 || 2022.2
// Description:
//         *
// Dependencies:
//         *
// Revision: 0.01
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
// *******************************************************************************
module verilog_demo #(
    //mode
    parameter MD_SIM_ABLE = 0,
    //number
    parameter NB_DELAY_CLK = 100,
    //width
    parameter WD_ERR_INFO = 4
   )(
    //! system signals
    input         i_sys_clk   ,
    input         i_sys_resetn,
    //! @virtualbus uart_interface @dir out
    output          m_uart_0_mtx, //! uart master tx
    input         m_uart_0_mrx, //! uart master rx
    //! @end
    //! error info feedback
    output   m_err_verilog_info1
);
//========================================================
//function to math and logic
function automatic integer LOG2(input integer N);
begin
    N = N - 1;
    for(LOG2 = 0; N > 0; LOG2 = LOG2 + 1)
    begin
      N = N >> 1;
    end
end
endfunction

//========================================================
//localparam to converation and calculate

//========================================================
//register and wire to time sequence and combine

//========================================================
//always and assign to drive logic and connect

//========================================================
//module and task to build part of system

//========================================================
//expand and plug-in part with version

//========================================================
//ila and vio to debug and monitor

endmodule
            
/* end verilog    */
实现步骤


[*]传递参数的使用


[*]一般是用于本模块中可以灵活顺应的常量,比如数据位宽、计算延时、处置惩罚模式等
[*]笔者更为倾向于将参数分为下列三类:

[*]位宽(WD):用于控制信号的位宽,这个和FPGA信号的连贯性有关
[*]模式(MD):一般用于某些功能的拓展,可以增强模块的复用
[*]数量(NB):一些延时个数以及公式所需的系数等


[*]本地参数的作用


[*]一般来说,localparam不能被外部的defparam修改,而parameter可以
[*]所以,对于转化参数和内部无法修改的参数,一般作为本地参数
[*]其更多用于过程量和一些不可修改的关键量

[*]常数函数的使用


[*]如第二章模型中所示的LOG2函数
[*]则是利用FPGA的移位操作实现的向下取整的LOG2函数,常用于位宽和范围的转化
[*]可以办理修改范围时位宽无法适配的问题

[*]高拓展性模块的实现


[*]将全部的位宽均纳入参数主动匹配

[*]这样才能包管位宽可以顺应全部的处置惩罚需求

[*]将新增长的功能都加入到模式控制

[*]这样可以随时打开或者关闭某些功能,实现最大化的评估各个功能的组合效果

[*]将全部可调的数量都引入传递参数

[*]这样的传递可以不用为了修改某些很小的数去修改模块内的代码
[*]达到模块的最大化复用


[*]常数在模块内部的使用


[*]纯常数计算对于FPGA来说不占额外的资源

[*]这意味着,(信号 * 常数 * 常数) 和(常数 * 常数 * 信号)所描述的硬件具备很大的差别
[*]一般前者需要两倍的资源去映射

[*]所以,对于需要按照步骤执行的计算,最好的方法是将公式的次序进行优化

[*]优先计算常数项
[*]然后计算常数项与信号项的交互

[*]另外,关于计算常数除法,如果是整型,可以利用移位操作实现乘法替换除法

[*]具体原理:Y = X / 100 = X * (2 ** 16 / 100) >> 16;
[*]此中括号中的常数项可以先计算
[*]与X相乘后即得到放大后的除法结果
[*]在后续处置惩罚中再和其他系数的放大倍数进行统一的归一
[*]可以在极短的时间内完成复杂的除法和乘法的运算结果

最终效果


[*]基于参数封装的verilog效果图
[*]可以实现xilinx的IP核形式的参数控制,获取最大的兼容性
https://img2024.cnblogs.com/blog/2030044/202403/2030044-20240327004307673-1052554346.png
调用接口


[*]非封装模型,无调用方法

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