ISE IP核使用说明DOC.docx
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ISEIP核使用说明DOC
ISEIP核使用说明（14.5）
1.除法器.....................................................................................................................................1
2．CORDIC–IP核......................................................................................................................4
3.CORIDC-sin/cos........................................................................................................................6
4.CORDIC-SQRT.......................................................................................................................10
5.BlockMemory......................................................................................................................13
6.Shift-Register........................................................................................................................21
7.ACC累加器..........................................................................................................................25
8.复数乘法器..........................................................................................................................27
9.乘法器..................................................................................................................................28
10.FFT......................................................................................................................................30
11.FIFO....................................................................................................................................33
1.除法器
1.设置
使用HighRadix类型（这样会多出RDY和ND两个握手信号方便连续的除法）
上面有个地方说错了，ClocksperDivision不是运算需要的时间，Latency才是需要的时钟数
Radix2类型，没有RDY信号反馈运算是否完成（可能需要对时钟计数来确定是否运算完成,所用时钟是确定值）。
1，除法器内核设置为Radix2时，小数位包含符号位已经补码化，小数位可以按照如下方式接在整数位后面:
wire[7:
0]qv_q_cp;
assign
qv_q_cp=fv_q[26]?
（qv_q[7:
0]-1'b1）:
qv_q[7:
0];
wire[33:
0]v_q_div;
assign
v_q_div={qv_q_cp,fv_q[25:
0]};
assignxk_re_tmp=xk_re_quoti[26]?
{xk_re_quoti-1'b1,xk_re_frac[8:
0]}:
{xk_re_quoti,xk_re_frac[8:
0]};
因为整数部分，如果为负数的时候是取反加一为对应的值，加上小数部分后，整数部分只做取反运算了，所以通过减一来实现
对应的加一操作。
当设置为HighRadix时，小数位也补码化但丌包含符号位，可以直接接在整数位后面。
1.小数最高位为符号位，当商为0的时候，xk_re_quoti都是全0，丌管小数部分的正负，所以应该用小数部分的最高为作为判
断条件-----
2.因为整数部分，如果为负数的时候是取反加一为对应的值，加上小数部分后，整数部分只做取反运算了，所以通过减一来实现
对应的加一操作。
3.所以组合的方式为：
assignxk_re_tmp=
xk_re_frac[9]?
{xk_re_quoti-1'b1,xk_re_frac[8:
0]}:
{xk_re_quoti,xk_re_frac[8:
0]};//2015.4.2
2.模块信号的作用
DIVdiv（
.clk（clk）,//inputclk--时钟信号，运算周期可以使一个周期也可以是多个周期
.nd（nd）,//inputnd---用来提示IP核，有新的数据输入，请采样。
这是一个新数据的反馈信号
.rdy（rdy）,//outputrdy表示运算完成，请取走结果
.rfd（rfd）,//outputrfd--高电平表示采样，表示已经采样。
需要新的数据输入。
这是一个新数据的请求信号。
.dividend（a）,//input[11:
0]dividend---被除数
.divisor（b）,//input[7:
0]divisor---------除数
.quotient（c）,//output[11:
0]quotient--商
.fractional（d））;//output[3:
0]fractional余数，若RemainderType为Remainder则：
3/2余数为1（整数），若为Fractional
则：
3/2余数为0.5（小数，用4位二迚制数表示为：
1000=1*2^-1+……）
由这个图，好像是要运算完成后才能输入数据，但是测试发现，每个时钟都可以输入的，只是首次延时为latency
由仿真结果看只有在RDY为高的时候，输出结果才是正确的。
如果错过恰当的时间去取数据可能取到的是错误的数据，所以要
子啊RDY一为高就要取输出的数据
2．CORDIC–IP核
CORDIC:
就是“广义的坐标旋转数字运算”
CORIDC支持的运算：
1.极坐标不直角坐标的转换
2.三角函数，sin,cos
3.sinh,cons
4.Asin,Asinh
5.平方根
CORIDC的输出量化误差：
1.由于输入的量化噪声的影响，误差为1/2LSB
2.由于内部运算的误差，这个误差可以由输入的位宽的增大来减小。
3.两种误差影响都是在小输入的时候影响较为明显，大输入的时候几乎没有影响。
CORIDCarchitecturalconfigurations（核结构配置）：
Parallel，WordSerial（并行和字串行）
WordSerial:
完成一次运算要多个时钟，消耗的资源比较少。
Nbit的输出需要N个时钟周期才能完成计算，只用了一个shift
Add_Substage（一个运算模块），通过反馈计算多位的数据，没计算一位需要反馈N次，作用需要N个时钟才有一个有效的
输出。
Parallel:
可以实现单时钟实现一次运算，但是要消耗大量的资源。
由下图可知，如果输出的一个Nbit的数据需要N个串行的
ShiftAdd_SubStage，所以从输入第一个数据到接收到第一个数据的输出需要N个时钟的延时，但是接下来的每个时钟都要
数据输出，相当于是使用了流水线。
CORIDICIP的数据表示形式。
数据信号
1.在函数配置为Rotate,Translate，sin,cos,Atan时，X_IN,Y_IN,X_OUT,Y_OUT数据信号的使用的是2定点二迚制的补码，且
用2位来表示整数，其余的为来表示小数。
Usinga10-bitwordwidth,+1and-1arerepresentedas:
"0100000000"=>01.00000000=>+1.0
"1100000000"=>11.00000000=>-1.0
2.对于平方根函数，输入X_IN，和输出X_OUT，可以表示为无符号小数和无符号整数形式。
若为UnsignedFractional（无符号
小数），则0<=X_IN<+2，即输入输出都为小于2的正数，若为UsignedInteger，则0<=X_IN<2^N，即输入输出都为整
数，没有小数部分（小数部分被舍弃）。
且当为UsignedFractional的时候，数据固定第1bit为整数，其他的bit为小数部分
UnsignedFractional
1100000000=>1.100000000=>1.5
UnsignedInterger
0000001000=>0000001000=>8
相位信号
PHASE_INandPHASE_OUT使用的而是定点的二迚制补码，且用3bit位来表示整数，其余的为来表示小数。
（有符号数）
若相位设置为“Radians”
-Pi<=（PHASE_IN）<=Pi
In2Q7,orFix10_7,formatvalues,+Piand-Piarerepresentedas:
"01100100100"=>011.00100100=>+3.14
"10011011100"=>100.11011100=>-3.14
若相位设置为“ScaledRadians”（归一化的相位）
-1<=（PHASE_IN）<=+1
In2Q7,orFix10_7formatvalues,+1and-1arerepresentedas:
"0010000000"=>001.0000000=>+1.0
"1110000000"=>111.0000000=>-1.0
QNumbersFormat---一定是有符号数，无符号数用UFix表示。
一个符号位接着Xbit整数和Nbit小数，数据总长度为1+x+N.如1Q7:
"0010000000"=>001.0000000=>+1.0
也可以用FIX来表示：
Fix（1+X+N）_N.即Fix（总位数）_小数位数。
Q15表示没有整数位有一个符号位和15个小数位。
用FIX表
示为：
Fix（16）_15.
映射不同的数据格式（默认为上面的数据格式，要映射其他数据格式要手动配置）
Rotate,Translate,Sin,CosandAtan，把数据信号映射到可选的数据格式（即固定的整数位数的小数格式），输入数据X_IN
映射到可选的数据格式上。
若输入输出位宽相同，则默认的输出也会映射到不输入相同的数据格式上（实际计算结果也就是不
输入位宽相同）若输出的位宽比输入的位宽小，则会相应的减少输出数据的小数位（在实际计算结果下去掉最后面的小数位），
输出位宽小于输入位宽可能找出输出数据产生较大的误差。
如输出实际为FIX10_8:
00.10101001
若输出位宽设为8则输出数据格式
为Fix8_6:
00.1010110,去掉了最好两位。
SquareRootFunctionalConfiguration
COREGeneratorGUIandParameters（核生成器用户界面和参数）
粗旋转，即把输入输出数据的范围有第一象（-pi/4~pi/4）限扩展到了这个圆平面（-pi~pi）,在运算Vectorrotation,
Vector
translation,SinandCos,andArcTan时这个功能是默认打开的，但在运算SinhandCosh,ArcTanh,and
SquareRoot时不需要这个功能.
3.CORIDC-sin/cos
粗旋转模块可以使输入是整个角平面。
这个功能是默认开启的，用户也可以手动取消。
输入角度Pin是一个二迚制的定点补码，用3bit来表示整数，7bit来表示小数。
输出也是一个二迚制补码，2bit来表示整数，
余下比特来表示小数。
1.核生成配置
Parallel吞吐量为每个时钟输入和输出一个数据，但是首次延时为输入相位的位宽数。
Parallel时运算一次需要的时钟数
3.模块使用说明
CORDIC_TIRGyour_instance_name（
.phase_in（phase_in）,//input[15:
0]phase_in--相位角输入，使用了归一化的相位,1/2表示pi/2
.nd（nd）,//inputnd-----------------------------外部数据发送者通知IP核,有新的数据输入,请采样
.x_out（x_out）,//output[15:
0]x_out----------cos（phase_in）
.y_out（y_out）,//output[15:
0]y_out----------sin（phase_in）
.rdy（rdy）,//outputrdy-------------------------计算完成信号，通知数据接收者取走结果
.rfd（rfd）,//outputrfd----------------------IP核请求新的输入数据,请求外部数据发送者发送新的输入数据
.clk（clk）//inputclk---------------------------同步信号。
。
）;
还要就是模块开始使用的时候要延时一段时间，再把nd设为nd=1才能被采样的。
4.CORDIC-SQRT
1.GUI设置
2.模块使用说明
CORDIC_Sqrtyour_instance_name（
.x_in（x_in）,//input[7:
0]x_in--------输入数据，要不GUI中设置的数据格式相同
.x_out（x_out）,//output[4:
0]x_out-输出数据
.rdy（rdy）,//outputrdy---------------计算是否完成的状态信号，完成后为高电平
.clk（clk）//inputclk------------------时钟
）;
5.BlockMemory
宽度x深度
存储空间分配算法
MinimumArea使用的块也是最少的，当然使用的数据选择器也是最少的。
LOWPower这种方式读写一次的时候会操作最少的基本块
3种读写操作模式
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
时钟周期中间准备数据时钟上升沿时候读取数据，是在时钟上升沿读取数据
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
采样两个端口输入输出。
字节输入bytewrites
A,B端口同时对一个地址写的冲突问题
对同一个地址同时写和读的冲突
对亍simpleDual-PortRame
IP配置
模块说明
ROMyour_instance_name（
.clka（clka）,//inputclka------------------a端口的时钟
.ena（ena）,//inputena-------------------时钟使能
.addra（addra）,//input[2:
0]addra-----地址端口
.douta（douta）//output[7:
0]douta---数据端口
）;
6.Shift-Register
基于RAM的移位寄存器提供为非常高效的多比特宽度的移位寄存器，用于像FIFO或做延时等的应用。
可以生成固定长度的移
位寄存器或者可变长度的移位寄存器。
1.配置
2.模块说明
SHIFT_REGyour_instance_name（
.a（a）,//input[2:
0]a
.d（d）,//input[0:
0]d
.clk（clk）,//inputclk
.q（q）//output[0:
0]q
）;
3.变化长度
选择了RegistLast时丌知为什么，丌管怎么设置a的值延时都变
由于在移位寄存器也是在时钟上升沿移位的，如果在时钟上升沿给d赋值的话，这个值要在下一个时钟上升沿才能移位到寄存
器，所以会多出一个时钟的延时。
4.固定长度
7.ACC累加器
1.GUI设置
上面说一般不用Bypass这个信号，是不对的，当累加器要重复使用的时候，输出端要么使用SCLR清零要么用Bypass.
以不至亍把上一次的结果也累加上，Bypass最重要的是可以给累加器置初值
2.模块使用说明
ACCyour_instance_name（
.b（b）,//input[0:
0]b-------------数据输入端
.clk（clk）,//inputclk---------------时钟
.q（q）//output[3:
0]q------------累加结果
）;
3.使用注意事项
没有添加等到时钟，就发送数据
添加等到时钟后发送数据
测试代码
8.复数乘法器
数据用二进制补码格式------>说明运算的数必须是有符号数，如果不是有符号数，运算乊前要进行符号扩展
运算的时钟周期可以配置。
1.GUI设置
COM_MultiYourInstanceName（
.ar（ar）,//input[7:
0]ar---复数输入A
.ai（ai）,//input[7:
0]ai
.br（br）,//input[7:
0]br--复数输入B
.bi（bi）,//input[7:
0]bi
.clk（clk）,//inputclk
.round_cy（round_cy）,//inputround_cy---取整随机信号
.pr（pr）,//output[14:
0]pr---舍弃了最低的两位，这里还有15位，最高位是多余的。
.pi（pi））;//output[14:
0]pi
测试用的代码
测试得到的波形
9.乘法器
1.GUI设置
上面的流水线为一级，也可以选择不要流水线，既0级这样运算保证会在一个时钟内完成
2.模块使用说明
Multiyour_instance_name（
.clk（clk）,//inputclk------------时钟
.a（a）,//input[7:
0]a-----------乘数a
.b（b）,//input[7:
0]b----------乘数b
.p（p）//output[15:
0]p--------结果
）;
10.FFT
1.时序
（1）.设置FFT类型
fwd_inv=0;
//IFFT，为1的时候为FFT
fwd_inv_we=1;//使能fwd_inv
（2）.启动FFT
start=1;
注意：
这些变量在声明的时候就要初始化，否则IP核运行的时候检测到时未知值的时候就会出错，启动丌了
（3）.给FFT内核送数据，这个最要注意。
1.启动FFT后要延时3个时钟才能给内核送数据，这是从时序上要求的---加一个移位寄存器
2.送的数据的个数要和FFT内核设置的一样。
always@（posedgeclk）
if（start==1）{
if（delayCout==2）//延时3个时钟，考虑到阻塞赋值，所以为2
writeData;
else
delayCout++;
}
always@（posedgeclk）
if（start==1）{
if（delayCout==1）//延时2个时钟
writeData;
else
delayCout++;
}
（4）数据接收
接收数据开始的时候有一个cp_len的长度是丌需要的。
可以这样读，在done为低，dv为高的时候读取数据
always@（posedgeclk）
if（done==0&&dv==1）
readData
输出xk_re,xk_im位宽的说明
（1）.选择的数据为scaled结构，和浮点结构的输出位宽=输入位宽
（1）.如果选择为unscaled结构则输出位宽=输入位宽+log2（转换点数）+1.其中整数位宽+1，小数位宽+10
（2）对于单精度的数据格式，输出为32位的。
缩小规则
选择了unscaled结构，这要配置SCALE_SCH使各级蝶形运算的
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