【【FIFO to multiplier to RAM的 verilog 代码 和 testbnench 】】

2023-11-01 11:44

本文主要是介绍【【FIFO to multiplier to RAM的 verilog 代码 和 testbnench 】】,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

FIFO to multiplier to RAM的 verilog 代码 和 testbnench

只完成了单个数据的传输 大数据需要修改 tb 或者基本连线
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FIFO.v

//synchronous  fifo
module FIFO_syn #(parameter 		WIDTH		=	16,                    //  the fifo wideparameter 		DEPTH		=	1024,                  //  deepthparameter 		ADDR_WIDTH	=	clogb2(DEPTH)        //  bit wide//   parameter 		PROG_EMPTY	=	100,                   //  this what we set to empty//  parameter 		PROG_FULL	=	800                     //  this what we set to full)(input   sys_clk                    ,input   sys_rst_n                    ,input   wr_en                      ,input   rd_en                      ,input   [WIDTH-1: 0] din           ,output  reg  full                  ,output  reg  empty                 ,         ///  1 is  real empty  0 is no emptyoutput  reg  [WIDTH-1:0]  dout     );//========================================================================================////                              define parameter and internal signals                     ////======================================================================================//reg [WIDTH-1 : 0]          ram[DEPTH-1 : 0]   ;     // this we set a  15:0   total 1024 number ramreg [ADDR_WIDTH-1 : 0]     wr_addr            ;     // this is  write pointerreg [ADDR_WIDTH-1 : 0]     rd_addr            ;     // this is  read  pointerreg [ADDR_WIDTH-1 : 0]     fifo_cnt           ;//=========================================================================================////                             next  is  main code                                           ////=========================================================================================////  we  set a function  let me to  count    the numberfunction integer clogb2;                     //  remember integer has  symbol  reg  has no symbolinput[31:0]value;beginvalue=value-1;for(clogb2=0;value>0;clogb2=clogb2+1)value=value>>1;endendfunction//   this  you can see from the  PPT 5-74//===================================================  next  is used to readalways@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)beginif(sys_rst_n == 0)rd_addr		<=		{ADDR_WIDTH{1'b0}};else if(rd_en && !empty)beginrd_addr		<=		rd_addr+1'd1;dout		<=		ram[rd_addr];endelsebeginrd_addr		<=		rd_addr;dout		<=		dout;endend//===================================================  next  is used to writealways@(posedge sys_clk  or negedge sys_rst_n)beginif(sys_rst_n == 0)beginwr_addr         <=    {ADDR_WIDTH{1'b0}}   ;         //  this  let pointer to zeroendelse if( wr_en  &&  !full )begin   // no full and  wr_en   and  whether to write prog_full therewr_addr          <=    wr_addr + 1'b1  ;ram[wr_addr]     <=    din             ;endelsewr_addr          <=    wr_addr         ;end//==============================================================  next  is  used to set fifo_cntalways@(posedge sys_clk  or negedge sys_rst_n )beginif(sys_rst_n == 0)beginfifo_cnt  <=  {ADDR_WIDTH{1'b0}};endelse if(wr_en &&  !full  &&  !rd_en)beginfifo_cnt  <=   fifo_cnt + 1'b1 ;endelse if(rd_en && !empty && !wr_en)beginfifo_cnt  <=  fifo_cnt - 1'b1 ;endelsefifo_cnt  <=  fifo_cnt ;end//==========================================================     next is empty//  we set  counter  so  when the count is zero  emptyalways@(posedge sys_clk  or negedge sys_rst_n)beginif(sys_rst_n == 0)beginempty <= 1'b1 ;      //  begin  we set empty to highend// there is  two possibilties first no write fifo_cnt is all zero//second is no write it will be change to zero  is just a will empty signalelseempty <=  (!wr_en && (fifo_cnt[ADDR_WIDTH-1:1] == 'b0))&&((fifo_cnt[0] == 1'b0) || rd_en);end//============================================================  next is fullalways@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)beginif(sys_rst_n == 0 )full	<=	1'b1;//reset:1elsefull	<=	(!rd_en	&&	(fifo_cnt[ADDR_WIDTH-1:1]=={(ADDR_WIDTH-1){1'b1}})) && ((fifo_cnt[0] == 1'b1) || wr_en);endendmodule

multiplier.v

module uumultiplier #(parameter       NUMBER1      =      8                    ,parameter       NUMBER2      =      8                                                                                                                                                                                                      )(input  [NUMBER1-1 : 0]                  input1       ,input  [NUMBER2-1 : 0]                  input2       ,input                                   clk          ,input                                   rst_n        ,input                                   begin_en     ,output  reg                             finish_en    ,output  reg [NUMBER1+NUMBER2 : 0]       out);//======================================================================================\//                define parameter  and  internal signal                                \//======================================================================================\reg [1:0] LCD = 2'b10 ;reg [1:0] LCD1 ;//==========================================================================================\//                     next   is  main  code                                                 \\//===========================================================================================\\

always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(rst_n == 0)beginout <= 0 ;endelse  LCD1 <= LCD  ;endalways@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n == 0)beginout <= 0 ;endelse  if(begin_en && finish_en )beginout <= input1 * input2 ;LCD <= {LCD[0],LCD[1]} ; endelseout <= out ;endalways@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n == 0)beginfinish_en <= 1'b1 ;endelse if(LCD == LCD1)beginfinish_en <= 1'b1 ;endelsefinish_en <= 1'b0 ;endendmodule

RAM.v

//DUal ended RAM 
module RAM #(parameter     WIDTH      =     8   ,parameter     DEPTH      =     16  ,parameter     ADD_WIDTH  =     clogb2(DEPTH) 
)(input                       wr_clk         ,input                       rd_clk         ,input                       wr_en          ,input                       rd_en          ,input      [WIDTH-1 : 0 ]      din         ,input      [ADD_WIDTH-1 : 0]   wr_address  ,output reg [WIDTH-1 : 0 ]      dout        ,input      [ADD_WIDTH-1 : 0]   rd_address  
);//==================================================================================\\
//       define  parameter   and  internal   signal                                 \\
//==================================================================================\\

reg [WIDTH - 1 : 0 ] ram [DEPTH - 1 : 0] ; //==================================================================================\\
//                              next is  main code                                  \\
//==================================================================================\\
function integer clogb2  ;
input [31:0] value  ;
begin value = value - 1 ;for(clogb2 = 0 ; value > 0 ; clogb2 = clogb2 + 1)value = value >> 1 ; 
end
endfunction // write  
always@(posedge wr_clk) 
begin if(wr_en) begin ram[wr_address] <= din ;end
end //read 
always@(posedge rd_clk) 
begin if(rd_en) begin dout <= ram[rd_address] ;end
end 
endmodule 

top.v

module dig_top #(parameter        FIFO_WIDTH        =        8                       ,parameter        FIFO_DEPTH        =        8                       ,parameter        FIFO_ADDR_WIDTH   =        clogb2(FIFO_DEPTH)      ,parameter        NUMBER1           =        8                       ,parameter        NUMBER2           =        2                       ,parameter        RAM_WIDTH         =        NUMBER1+NUMBER2+1       ,parameter        RAM_DEPTH         =        8                       ,parameter        RAM_ADDR_WIDTH    =        clogb2(RAM_DEPTH)
)(input                                       sys_clk                 ,input                                       sys_rst_n               ,input                                       wr_en                   ,input                                       rd_en                   ,input            [FIFO_WIDTH-1 : 0]         din                     ,input                                       RAM_rd_en               ,input            [RAM_ADDR_WIDTH-1 : 0]     wr_address              ,input            [RAM_ADDR_WIDTH-1 : 0]     rd_address              ,output    wire   [RAM_WIDTH-1 : 0]          dout 
);//=============================================================================\
//       define parameter  and  internal  signals                              \
//=============================================================================\

wire     full  ;
wire   empty  ;
wire    [FIFO_WIDTH-1 : 0]   dout1 ;
wire     finish_en        ;
wire    [RAM_WIDTH-1 : 0 ]      dout2  ;//===============================================================================\
//                next is main code                                               \
//=================================================================================\
function  integer clogb2  ;input [31:0] value  ;beginvalue = value - 1 ;for( clogb2 = 0 ; value > 0 ; clogb2 = clogb2 + 1)value = value >>1 ;endendfunctionFIFO_syn # (.WIDTH(FIFO_WIDTH),.DEPTH(FIFO_DEPTH),.ADDR_WIDTH(FIFO_ADDR_WIDTH))FIFO_syn_inst (.sys_clk(sys_clk),.sys_rst_n(sys_rst_n),.wr_en(wr_en),.rd_en(rd_en),.din(din),.full(full),.empty(empty),.dout(dout1));uumultiplier # (.NUMBER1(NUMBER1),.NUMBER2(2'b10))uumultiplier_inst (.input1(dout1),.input2(2'b10),.clk(sys_clk),.rst_n(sys_rst_n),.begin_en(rd_en),.finish_en(finish_en),.out(dout2));RAM # (.WIDTH(RAM_WIDTH),.DEPTH(RAM_DEPTH),.ADD_WIDTH(RAM_ADDR_WIDTH))RAM_inst (.wr_clk(sys_clk),.rd_clk(sys_clk),.wr_en(finish_en),.rd_en(RAM_rd_en),.din(dout2),.wr_address(wr_address),.dout(dout),.rd_address(rd_address));endmodule 

top_tb.v

`timescale 1ns/1ns
module top_tb #(parameter        FIFO_WIDTH        =        4                       ,parameter        FIFO_DEPTH        =        8                       ,parameter        FIFO_ADDR_WIDTH   =        3      ,parameter        NUMBER1           =        4                       ,parameter        NUMBER2           =        2                       ,parameter        RAM_WIDTH         =        7       ,parameter        RAM_DEPTH         =        8                       ,parameter        RAM_ADDR_WIDTH    =        3
);
reg                                       sys_clk                ;
reg                                       sys_rst_n              ;
reg                                       wr_en                  ;
reg                                       rd_en                  ;
reg            [FIFO_WIDTH-1 : 0]         din                    ;
reg                                       RAM_rd_en              ;
reg            [RAM_ADDR_WIDTH-1 : 0]     wr_address             ;
reg            [RAM_ADDR_WIDTH-1 : 0]     rd_address             ;
wire           [RAM_WIDTH-1 : 0]          dout                   ;
reg          [11:0 ] cnt  ;dig_top # (.FIFO_WIDTH(FIFO_WIDTH),.FIFO_DEPTH(FIFO_DEPTH),.FIFO_ADDR_WIDTH(FIFO_ADDR_WIDTH),.NUMBER1(NUMBER1),.NUMBER2(NUMBER2),.RAM_WIDTH(RAM_WIDTH),.RAM_DEPTH(RAM_DEPTH),.RAM_ADDR_WIDTH(RAM_ADDR_WIDTH))dig_top_inst (.sys_clk(sys_clk),.sys_rst_n(sys_rst_n),.wr_en(wr_en),.rd_en(rd_en),.din(din),.RAM_rd_en(RAM_rd_en),.wr_address(wr_address),.rd_address(rd_address),.dout(dout));always   #5   sys_clk  =  ~sys_clk    ;initial	beginsys_clk		=	1;sys_rst_n		=	0;#100sys_rst_n		=	1;endalways #10 	sys_clk	=	~sys_clk;initial  begin sys_clk = 0 ;sys_rst_n = 1 ;wr_en = 0  ; rd_en = 0 ;wr_address = 1 ; rd_address = 1 ;#10sys_rst_n = 0;#10sys_rst_n = 1 ;#10// next is write wr_en  =   1  ;rd_en  =   1  ; din = 2 ;// RAM  read RAM_rd_en = 1 ;end endmodule 

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