【FPGA/verilog -入门学习10】verilog 查表法实现正弦波形发生器

news2024/12/27 13:36:53

0，需求

用查找表设计实现一个正弦波形发生器

寻址的位宽是10位，数据量是1024个，输出的数据是16位

1，需求分析

数据量是1024个：

x = linspace(0,2*pi,1024)

输出数据是16位:

y范围：0~2^16 -1 = 0~65535

y =( sin（x）+1)*65535/2

寻址的位宽是10位

输入是0~1023 1023 占用10位

操作步骤

1，使用matlab 生成数据，制作sin_rom.coe文件

x = linspace(0,2*pi,1024);
y =floor( (sin(x)+1)*(65535/2));
plot(x,y);
format long g
filesize = size(y,2);
fileID = fopen('sin_rom.txt','w'); 
for i= 1:filesize
    fprintf(fileID,'%d\n',y(i));
end

2，打开vivado，制作ROM原语

这里要注意一下，只要在IP中勾选了Primitives Output Register，那么就意味着你会延时两个时钟周期输出数据，在Summary中也可查看

3，生成原语例化文件，供程序调用

vlg_design

/
/*
用查找表设计实现一个正弦波形发生器
寻址的位宽是10位，数据量是1024个，输出的数据是16位

y = linspace(0,65535,1024)
 */
/
`timescale 1ns/1ps
module vlg_design(
    input i_clk,    
    input i_rst_n,
    input i_en,
    input[9:0] i_data,
    output o_vld,    //有效信号
    output[15:0] o_data
    );

//
//o_vld是i_en两个时钟周期的延时
reg[1:0] r_vld;

always@(posedge i_clk)
    if(!i_rst_n) r_vld <= 'b00;
    else r_vld <= {r_vld[0],i_en};
    
assign o_vld = r_vld[1];


//IP ROM_LUT
blk_mem_gen_0 your_instance_name (
  .clka(i_clk),    // input wire clka
  .addra(i_data),  // input wire [9 : 0] addra
  .douta(o_data)  // output wire [15 : 0] douta
);
endmodule

testbench_top

`timescale 1ns/1ps
module testbench_top();


//参数定义
 `define CLK_PERIORD 20    


 

//接口申明
reg i_clk;
reg i_rst_n;
reg i_en;
reg[9:0] i_data;
wire o_vld;    //有效信号
wire[15:0] o_data;

vlg_design vlg_design_inst (

    .i_clk(i_clk),
    .i_rst_n(i_rst_n),
    .i_en(i_en),
    .i_data(i_data),
    .o_vld(o_vld),
    .o_data(o_data) 
    );        
    
integer i;

initial  begin
i_en <= 0;
i_clk <= 0;
i_rst_n <= 0;
i_data <= 0;
#2000;
i_rst_n <= 1;
end

always #(`CLK_PERIORD/2) i_clk = ~i_clk;

//产生激励
initial begin
    @(posedge i_clk);
    @(posedge i_rst_n);    
    i_en <= 1;
    @(posedge i_clk);    
    for (i = 1;i <= 1024;i = i+1) begin
        i_data <= i;
        @(posedge i_clk);
    end
    @(posedge i_clk);
    i_en <= 0;
    #50_000;
    $stop;
end

//实时显示
always@(posedge i_clk) begin
    if(o_vld) $display("%d",o_data);
    else ; 
end
endmodule