Vivdao FFT IP核调试记录

news2025/1/19 17:22:07

最近一时兴起，看了下Vivado版本下的FFT IP核，发现和ISE版本下的FFT IP核有一些差别，貌似还不小。做了个简单的仿真，Vivado仿真结果竟然和Matlab仿真结果对不上，废了九牛二虎之力研究datasheet、做仿真，终于使两个仿真结果对上了！着实花费了我不少脑细胞，也再一次证明了我不适合做算法（虽然总想证明一下自己可以的），还是老老实实做好我的FPGA工程师吧！至于算法的事情还是交给那些脑细胞发达的同仁们。

最开始我也是在网上找了不少例程，自己照着做的仿真，无一例外，Vivado仿真结果和Matlab仿真结果都对不上。然后各种怀疑，各种看时序，翻看信号与系统的书本，都没找到答案。但是我真的很想知道为什么，在求知欲的催促下最后还舔着脸皮问了几个朋友，有的现在不做算法了所以没有时间和精力专门帮我看问题，有的没有做过FFT，有的做过了给我讲了一下，也许问题太简单了，他们说的太过于精简，我也听得马马虎虎，最后还是不知道原因。放了几天之后，我就做了一个最简单的8点[0 1 2 3 4 5 6 7]FFT变换，结果竟然和matlab仿真结果对上了。下面给出FFT IP核配置以及相关代码。

一开始怀疑config接口配置完成后，会不会有个生效时间，所以还特意在代码里做了处理，后来证实根本没有影响，这个问题也在pg109的pg58页找到了答案，只要给好s_axis_data_tlast 信号就OK。

module top(
input I_clk,
   input I_rst,
   output O_valid,
   output [23:0] O_re,
   output [23:0] O_im

);

wire [7 : 0] s_axis_config_tdata ;
reg s_axis_config_tvalid ;
wire s_axis_config_tready ;
wire [31 : 0] s_axis_data_tdata ;
reg s_axis_data_tvalid ;
wire s_axis_data_tready ;
wire s_axis_data_tlast   ;
wire [47 : 0] m_axis_data_tdata ;
wire [7 : 0] m_axis_data_tuser   ;
wire m_axis_data_tvalid   ;
wire m_axis_data_tready   ;
wire m_axis_data_tlast   ;
wire event_frame_started   ;
wire event_tlast_unexpected   ;
wire event_tlast_missing   ;
wire event_status_channel_halt   ;
wire event_data_in_channel_halt ;
wire event_data_out_channel_halt;
assign m_axis_data_tready = 1;

reg [7:0] S_cnt;
reg s_axis_config_tvalid_d1;
reg S_flag;

always @ (posedge I_clk)
begin
if(I_rst)
   s_axis_config_tvalid <= 1'b0;
   else if(s_axis_config_tready)
   s_axis_config_tvalid <= 1'b1;
   else
   s_axis_config_tvalid <= 1'b0;
end

assign s_axis_config_tdata = 8'd1;

always @ (posedge I_clk)
begin
if(I_rst)
s_axis_config_tvalid_d1 <= 1'b0;
   else
   s_axis_config_tvalid_d1 <= s_axis_config_tvalid;
end

always @ (posedge I_clk)
begin
if(I_rst)
   S_flag <= 1'b0;
   else if({s_axis_config_tvalid_d1,s_axis_config_tvalid} == 2'b10)
   S_flag <= 1'b1;
end

always @ (posedge I_clk)
begin
if(I_rst)
   s_axis_data_tvalid <= 1'b0;
   else if(s_axis_data_tready&&S_flag)
   s_axis_data_tvalid <= 1'b1;
   else
   s_axis_data_tvalid <= 1'b0;
end

always @ (posedge I_clk)
begin
if(I_rst)
   S_cnt <= 'd0;
   else if(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==7))
   S_cnt <= 'd0;
   else if(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid)
   S_cnt <= S_cnt + 1;
end

assign s_axis_data_tlast = (s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==7))?1'b1:1'b0;
assign s_axis_data_tdata = (s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==0))?0:
(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==1))?1:
(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==2))?2:
(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==3))?3:
(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==4))?4:
(s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==5))?5:
                       (s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==6))?6:
                       (s_axis_data_tready&&s_axis_data_tvalid&&(S_cnt==7))?7:0;

xfft_0 xfft_0_inst (
.aclk (I_clk ), // input wire aclk
.aresetn (!I_rst ),
.s_axis_config_tdata (s_axis_config_tdata ), // input wire [7 : 0] s_axis_config_tdata
.s_axis_config_tvalid (s_axis_config_tvalid ), // input wire s_axis_config_tvalid
.s_axis_config_tready (s_axis_config_tready ), // output wire s_axis_config_tready
.s_axis_data_tdata (s_axis_data_tdata ), // input wire [31 : 0] s_axis_data_tdata
.s_axis_data_tvalid (s_axis_data_tvalid ), // input wire s_axis_data_tvalid
.s_axis_data_tready (s_axis_data_tready ), // output wire s_axis_data_tready
.s_axis_data_tlast (s_axis_data_tlast ), // input wire s_axis_data_tlast
.m_axis_data_tdata (m_axis_data_tdata ), // output wire [47 : 0] m_axis_data_tdata
.m_axis_data_tuser (m_axis_data_tuser ), // output wire [7 : 0] m_axis_data_tuser
.m_axis_data_tvalid (m_axis_data_tvalid ), // output wire m_axis_data_tvalid
.m_axis_data_tready (m_axis_data_tready ), // input wire m_axis_data_tready
.m_axis_data_tlast (m_axis_data_tlast ), // output wire m_axis_data_tlast
.event_frame_started (event_frame_started ), // output wire event_frame_started
.event_tlast_unexpected (event_tlast_unexpected ), // output wire event_tlast_unexpected
.event_tlast_missing (event_tlast_missing ), // output wire event_tlast_missing
.event_status_channel_halt (event_status_channel_halt ), // output wire event_status_channel_halt
.event_data_in_channel_halt (event_data_in_channel_halt ), // output wire event_data_in_channel_halt
.event_data_out_channel_halt(event_data_out_channel_halt ) // output wire event_data_out_channel_halt
);

assign O_valid = (m_axis_data_tvalid&&m_axis_data_tready)?1'b1:1'b0;
assign O_re = m_axis_data_tdata[23:0];
assign O_im = m_axis_data_tdata[47:24];

endmodule

仿真结果如下所示，和matlab结果一致。