FPGA工程师们应该都会吐槽Verilog的语法,相当的不友好,尤其是对于有很多接口的模块,像AXI4/AXI-Lite这种常用的总线接口,动不动就好几十根线,写起来是相当费劲。
当然现在Xilinx推荐使用纯bd文件的方式来设计FPGA,这样HDL代码就会少了很多。但我们大多数的工程还是无法避免使用HDL来连接两个module。所以本文就推荐使用SystemVerilog来简化FPGA中接口的连接方式。
也许很多FPGA工程师对SystemVerilog并不是很了解,因为以前的FPGA开发工具是不支持SystemVerilog的,导致大家都是用VHDL或者Verilog来开发,但现在Vivado对SystemVerilog的支持已经比较好了,完全可以使用SystemVerilog写出可综合的FPGA程序,而且FPGA开发中只会使用的SystemVerilog语法的一小部分,入门也很快,因此建议FPGA工程师学一下SystemVerilog。
本文中用到的
logic
关键字的解释可以参考
SystemVerilog教程之数据类型1
此次例程也比较简单,有两个模块
module1
和
module2
,
module1
中输出
a
和
b
,在
module2
中完成加法后再返还给
module1
,最终输出的
led=c | a
。
首先用Verilog来实现,代码也比较简单,就简单解释一句:文件格式都是
.sv
,这是因为SystemVerilog的语法都是包含Verilog的。
//top.sv
module top(
input clk,
input rst,
output [3:0] led
logic [3:0] a ;
logic [3:0] b ;
logic [3:0] c ;
module1 inst_module1(
.clk (clk ),
.rst (rst ),
.a (a),
.b (b),
.c (c),
.led (led)
module2 inst_module2(
.clk (clk ),
.rst (rst ),
.a (a),
.b (b),
.c (c)
endmodule
// module1.sv
module module1(
input clk,
input rst,
output logic [3:0] a,
output logic [3:0] b,
input logic [3:0] c,
output logic [3:0] led
assign led = c | a;
always @ ( posedge clk ) begin
if(rst) begin
a <= 4'd1;
b <= 4'd2;
else begin
a <= a + 1'b1;
b <= b + 1'b1;
endmodule
// module2.sv
module module2(
input clk,
input rst,
input logic [3:0] a,
input logic [3:0] b,
output logic [3:0] c
always @ ( posedge clk ) begin
if(rst)
c <= 4'd1;
c <= a + b;
endmodule
综合之后的Schematic如下图所示:(为了更好的表示电路结构,我将flatten_hierarchy
选为了none
)
下面我们把程序稍作改动,将a/b/c三个接口使用SystemVerilog中的interface
来连接。
在工程中添加my_itf.sv
文件如下:
// my_itf.sv
interface my_itf;
logic [3:0] a, b, c;
modport mod1 (input c, output a, b);
modport mod2 (input a, b, output c );
endinterface : my_itf
关键字interface
就表示要创建一个接口模块,里面包含了3个接口:a/b/c。
modport
定义了这三个接口的方向,对于module1
来说,a和b是输出,c是输入;对于module2
来说,a和b是输入,c是输出。
注:也可以不使用modport
,Vivado会根据代码自动推断出接口的方向,但不建议这么做
修改module1.sv
如下,其中a/b/c端口换成了my_itf.mod1 itf_abc
,my_itf.mod1
就表示my_itf接口的方向按照mod1
中指定的,而且代码中的a、b、c要相应的换成itf_abc.a
、itf_abc.b
、itf_abc.c
.
// module1.sv
module module1(
input clk,
input rst,
my_itf.mod1 itf_abc,
output logic [3:0] led
assign led = itf_abc.c | itf_abc.a;
always @ ( posedge clk ) begin
if(rst) begin
itf_abc.a <= 4'd1;
itf_abc.b <= 4'd2;
else begin
itf_abc.a <= itf_abc.a + 1'b1;
itf_abc.b <= itf_abc.b + 1'b1;
endmodule
修改module2.sv
代码如下,原则跟上面是一样的,不再赘述。
// module2.sv
module module2(
input clk,
input rst,
my_itf.mod2 itf_abc
always @ ( posedge clk ) begin
if(rst)
itf_abc.c <= 4'd1;
itf_abc.c <= itf_abc.a + itf_abc.b;
endmodule
修改top.sv
如下,例化my_itf
接口,将itf_abc.mod1
传给module1
,将itf_abc.mod2
传给module2
.
// top.sv
module top(
input clk,
input rst,
output [3:0] led
logic [3:0] a ;
logic [3:0] b ;
logic [3:0] c ;
my_itf itf_abc();
module1 inst_module1(
.clk (clk ),
.rst (rst ),
.itf_abc (itf_abc.mod1),
.led (led)
module2 inst_module2(
.clk (clk ),
.rst (rst ),
.itf_abc (itf_abc.mod2)
endmodule
大功告成!!!
综合后Schematic如下,跟上面的图只是名字不同,电路是一样的。
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FPGA工程师们应该都会吐槽Verilog的语法,相当的不友好,尤其是对于有很多接口的模块,像AXI4/AXI-Lite这种常用的总线接口,动不动就好几十根线,写起来是相当费劲。 当然现在Xilinx推荐使用纯bd文件的方式来设计FPGA,这样HDL代码就会少了很多。但我们大多数的工程还是无法避免使用HDL来连接两个module。所以本文就推荐使用SystemVerilog来简化FPGA中接口的连接方式。 也许很多FPGA工程师对SystemVerilog并不是很了解,因为以前的FPGA开发工具
verilog 图像临近缩放代码,任意比例缩放
Xilinx Vivado FPGA Syetem Verilog 图像视频算法仿真,图像视频缩放算法仿真,用图片文件代替视频数据来做图像视频缩放算法仿真。临近缩放算法的仿真。
verilog bmp 文件读写
verilog 视频缩放
verilog 图像缩放
vivado 工程仿真
博客文章 https://blog.csdn.net/qq_46621272/article/details/126439519
2.7.2 本节引言
给FPGA一个支点,它可以撬动整个数字逻辑。““给我一根杠杆我就能撬动地球”是古希腊数学家、物理学家阿基米德说的,这句话是阿基米德的经典语录,这句话还被翻译为“给我一个支点,我就能撬起整个地球”,用了夸张的方式来说明杠杆原理。”
2.7.3 FPGA简介
Verilog 开发Fpga 效率实在太低,繁杂冗余工作量太大,需要使用高级语言抽象重复工作。
HLS 在面积,效率,以及问题定位上需要花费大量时间,验证功能倒是可以很快。
System verilog 提供 struct,interface,可以更好的抽象数据和接口,Class高效的用于仿真。
综合开率对传统开发者而言,转System verilog 开发效率较低。
主流厂商支持
Xilinx - ug 901
详情查看ug901
Intel
quartus 和
vivado 都直接支持 system
verilog(sv), sv文件的后缀为 .sv , .sv文件可以直接用quartus 和
vivado 打开
可以通过 quartus
中打开一个文件, edit → insert template 调出 system_
verilog 示例
或者通过
vivado 中 tools → language template 调出 system_
verilog 实列
`binsof`和`intersect`是SystemVerilog中的两个非常有用的集合操作符。
`binsof`操作符用于将一个二进制数解析为一组二进制位,然后将这组位视为集合。例如,假设有一个8位二进制数,如下所示:
logic [7:0] my_binary = 8'b0101_1100;
我们可以使用`binsof`操作符将其解析为一个包含1和4的集合,如下所示:
{1, 4} = binsof(my_binary);
在上面的例子中,`binsof`操作符返回一个集合,其中包含my_binary的所有非零位的索引。
`intersect`操作符用于计算两个集合的交集。例如,假设有两个集合,如下所示:
int a[] = {1, 3, 5};
int b[] = {2, 3, 4};
我们可以使用`intersect`操作符计算这两个集合的交集,如下所示:
int c[] = a.intersect(b);
在上面的例子中,`c`数组将包含`{3}`,因为`3`是两个输入集合中的唯一相同元素。
注意,`intersect`操作符的操作数必须是可比较的,并且必须具有相同的数据类型。