Про ПЛИС и VHDL, Некоторые вопосы Опции

[Грендайзер]

Всем доброго времени суток. Есть такой вопросик... недавно нарвался в интернете на буржуинском сайте такой кодик, его часть выглядит следующим образом:

entity DIVIDER is
port (CLK_IN : in Std_logic;
RESET : in Std_logic;
SPD :in Integer;
CLK_OUT :out Std_logic);
end;



Сначала подумал, что какая то ошибка, но потом проверил вбив подобную строчку в ксилинксовский ISE и... он это дело захавал
Никак не могу понять, как порт цифровой микросхемы, может иметь значение отличное от битового? Что это значит то? Как трактовать, что нога у плисины это integer?

[andrew_b]

Очевидно, это несколько бит. Скорее всего 32.

[Грендайзер]

хххмммм... только что посмотрел прект в "схемоте", который получился из данного кода... и Вы правы.. именно 32 бита... но почему вы решили что должно быть именно 32 а не 173,47 к примеру=)))?

[SFx]

в стандарте vhdl написано что все integer должны быть 32 разряда.

[andrew_b]

в стандарте vhdl написано что все integer должны быть 32 разряда.

Это не совсем так. Стандарт гарантирует ширину integer не менее 32 разрядов. Можно больше, это на усмотрение производителей софта. Но я думаю, что производители этим не заморачиваются и делают гарантированный минимум.

Под рукой только IEEE Std 1076™-2002. Пункт 3.1.2.1 Predefined integer types

The range of INTEGER is implementation dependent, but it is guaranteed to include the range –2147483647 to +2147483647. It is defined with an ascending range.

Если в коде явно указан диапазон, например

Код

signal cnt : integer range 0 to 7;

то разрядность будет минимальной для того, чтобы обеспечить заданный диапазон. В данном случае 3 бита.

[Грендайзер]

Спасибо. Теперь всё встало на свои места... однако, этот кодик я нашёл не просто так. Хочу реализовать на ПЛИС некоторую операцию, которая содержит операцию деления чисел, а операнды в ней могут быть дробными числами. Уже несколько недель голову ломаю, весь интернет облазил, но ничего дельного так и не нашёл. Может кто нить объяснит, как оперировать с дробными числами. Нарвался на одну статейку, в которой предлагается использовать ксилинксовский корген, который генерит некоторое ядро, которое в свою очередь чё то там делает... но это как то всё мутно... так ничё и не понял...

[ivanoffer]

Чтобы что-то сделать, надо понимать что делаешь, а так можно и несколько месяцев и лет прогуглить, хотя может вы получаете удовольствие
от самого процесса поиска. Ну нашли вы тип integer, разобрались, теперь тип float искать будете? Именно для вас Xilinx и сделал IP. А "чё то там делает..." это уже больше к вам. Читайте описание на IP, думаю, что это сократит время на ваши "научные поиски истины".

[Грендайзер]

а если бы Xilinx это IP не сделал? Или по тем или иным причинам меня бы не удовлетворяла его работа (в одной статье кстати прочёл, что именно в одном из ксилинксовских ядер, работающих с плавающей запятой, существует некоторый косяк. Не проверял не знаю, но знаю, что помимо бесплатного ядра, Xilinx распространяет ещё и платное (как думаете, с каким типом данных оно работает?), отсюда вопрос: шо за дела?). И вообще, я ж не предлагаю лезть в саму микросхему и разбирать её по костачкам... но подход, мол всё уже до нас украдено, а что там да как так трава не расти, то же неправильный!!! И ещё, извините конечно, без обид, просто уже не первый раз сталкиваюсь с этим... я задал конкретный вопрос... хочу услышать конкретный ответ... а если хочется мысли на кулаки понаворачивать... так это вам к философам... им деньги платят за то, что б они ничё не делали... у них профессия такая...

[R.A.K.]

Хочу реализовать на ПЛИС некоторую операцию, которая содержит операцию деления чисел, а операнды в ней могут быть дробными числами.

Дробные числа представляются в формате:
- с фиксированной точкой (fixed-point);
- с плавающей точкой (float-point).
У вас что? Какая разрядность? и т.д. ...
Сформулировать точнее можете?

Уже несколько недель голову ломаю, весь интернет облазил, но ничего дельного так и не нашёл. Может кто нить объяснит, как оперировать с дробными числами.

Fixed-point arithmetic
Float-point arithmetic
Книги по цифровой электронике.

Насчет integer. Т.е., например, std_logic_vector (105 downto 23) - у Вас вопросов не вызывает? Назначение в VHDL типа с плавающей точкой (REAL), физических типов (TIME) для Вас очевидно? Если да, то чего нервничаете так?

[Грендайзер]

С плавающей или с фиксированной запятой, значения не имеет... В случае оперирования десятичными числами, округления до 4-ого знака, будит вполне достаточно.

Насчет integer. Т.е., например, std_logic_vector (105 downto 23) - у Вас вопросов не вызывает? Назначение в VHDL типа с плавающей точкой (REAL), физических типов (TIME) для Вас очевидно? Если да, то чего нервничаете так?

Не допонял, что Вы имеете в виду? Причём тут real или time? Их же синтезировать всёрано не выйдет...

[R.A.K.]

С плавающей или с фиксированной запятой, значения не имеет...

Имеет. Надо выбрать.

В случае оперирования десятичными числами, округления до 4-ого знака, будит вполне достаточно.

Что значит "оперирования десятичными числами"? Делитель для BCD-кодов? Выражайтесь точнее.

Не допонял, что Вы имеете в виду? Причём тут real или time? Их же синтезировать всёрано не выйдет...

То, что VHDL не только для синтеза используют. На нем еще тест-бенчи пишут. И тот вышеуказанный Вами делитель с "буржуйского сайта" (ссылку привели бы что-ли...) возможно и не для синтеза был написан (хотя и синтезируется).

[Грендайзер]

То, что VHDL не только для синтеза используют. На нем еще тест-бенчи пишут. И тот вышеуказанный Вами делитель с "буржуйского сайта" (ссылку привели бы что-ли...) возможно и не для синтеза был написан (хотя и синтезируется).

Да, спасибо, это я ещё тогда осознал, когда попытался в ISE эту штуку откомпелировать... естественно компелятор меня матом покрыл, а вот отмоделировалось всё чётко .

Что значит "оперирования десятичными числами"? Делитель для BCD-кодов? Выражайтесь точнее.

Честно говоря я сейчас, вообще ничё не понял, что Вы такое сказали... ну да Бог с ним... меня уже долго мучает вот такой вопрос... как к примеру 5 поделить скажем на 2 и найти хотя бы неполное частное или остаток? Конечно, я могу воспользоваться функцией mod или скажем поделить напрямую, т. е. 5/2 = 2, но! что если мне надо, что бы операнды были переменными? Вот тут меня компелятор шлёт по известному адресу Конечно, я могу вычитать из пяти двойку, и каждый раз проверять не стала ли разность меньше делителя (т. е. 2), и всё пучком... два такта и готово Однако... если бы у меня не 5 было, а скажем 57 или 535 или 5896743489 эт сколько мне тахтов то убивать на это дело? Немогли бы Вы на мысль натолкнуть так сказать... А потом уже возможно я с плавающими и фиксированными запятыми сам докумекаю...

Сообщение отредактировал Грендайзер - Jul 28 2011, 08:55

[R.A.K.]

как к примеру 5 поделить скажем на 2 и найти хотя бы неполное частное или остаток?

Это частный случай, и он очень простой.
Деление на степень двойки (2, 4, 8, 16, 32 ...) - это двиг влево на число разрядов, равное степени двойки.
Пример 1. 5₁₀ (число пять в десятичной форме) пишем в двоичном виде (для примера в четырех разрядном) - 0101.
5 / 2 = 0101 >> 1 = 0010 = 2₁₀
5 / 4 = 0101 >> 2 = 0001 = 1₁₀
и т.д. (кое-какие детали есть при делении чисел со знаком).
Это целочисленное деление с отбрасыванием остатка.

Теперь вариант с фиксированной точкой. Например, будет 4 разряда для целой части и 2 - для дробной:
5 / 2 = 0101.00 >> 1 = 0010.10 = 2.5₁₀
5 / 4 = 0101.00 >> 2 = 0001.01 = 1.25₁₀

Вам бы книжни по этой теме почитать, яснее будет.

Конечно, я могу воспользоваться функцией mod или скажем поделить напрямую, т. е. 5/2 = 2

Даже не знаю... Как у Вас обстоит дело со сложением/вычитанием на ПЛИС? Последовательный сумматор могём?

[Грендайзер]

мммм... последовательный сумматор... я честно говоря в этой терминологии не силён... но уверен, что в какой то книжке (помоиму в буржуйской) видел что то в этом духе... токо там фраза была, мне её гугл перевёл как "конвейерный сумматор", это не одно и то же?
Я накачал несколько книжек по этому делу, но чё то какие то они "отвлечённые", может посоветуете что нибудь?
И ещё последний вопросик, если можно ... А как быть, если скажем делитель это не двойка и даже не степень двойки, а скажем 3 или что то в этом духе?

Сообщение отредактировал Грендайзер - Jul 28 2011, 09:43

[R.A.K.]

Угрюмов "Цифровая схемотехника", например. И т.п.

1) Берем готовый делитель для целых - модуль с входами и выходами. Находим нужной разрядности. Надо с остатком - ищем с остатком. Надо со знаком... и т.д. CoreGen Вам уже советовали. А баги... Баги у всех есть. И у Вас будут. Были баги - и нету багов. Мелочи... Почитаете даташит на ксайлиновский делитель, сконфигурируете как хочется (что такое divident, quotient, divisor и др. - разберетесь).
2) Пользуемся структурным описанием. Подаем на входы операнды, снимаем результат... Голая цифровая схемотехника, без всяких синтаксических vhdl изъёбов.
3) Теперь имеем делитель, например, двух 16-разрядных операндов (целых) с 16-разрядным результатом. Как поделить им дробные?
Суть в использовании фиксированной точки, правильном представлении входных данных, правильной интерпретации выходных данных.


Пример для делителя двух 16-бит беззнаковых.

Можно делить целые числа.
23₁₀ = 00000000_00010111
47₁₀ = 00000000_00101111

На входы делителя подаем:
00000000_00010111
00000000_00101111
На выходе имеем
00000000_00000010, т.е. 2₁₀ (и остаток, если делитель его выдает)

47 / 23 = 2

Можно дробные...

Вариант 1:
23₁₀ = 00000001_0111.0000 (12 бит - целая часть, 4 - дробная)
47₁₀ = 00000010_1111.0000 (12 бит - целая часть, 4 - дробная)
На входы делителя подаем:
00000001_01110000 (делитель)
00000010_11110000 (делимое)
На выходе имеем (частное):
00000000_00000010
Поскольку у делимого и у делителя по 4 разряда на дробную часть,
то 4 - 4 = 0. Т.е. у результата точка справа от нулевого разряда.
Значит результат интерпретируется так:
00000000_00000010. = 2₁₀

Вариант 2:
23₁₀ = 00000000_00010111 (16 бит - целая часть)
47₁₀ = 00000010_1111.0000 (12 бит - целая часть, 4 - дробная)
На входы делителя подаем:
00000000_00010111 (делитель)
00000010_11110000 (делимое)
На выходе имеем:
00000000_00100000 (плохой пример , ну да ладно.)
У делимого на дробную часть отведено 4 разряда, у делителя - 0.
Значит 4 - 0 = 4 - столько разрядов будет отведено у частного (результат) на дробную часть.
Значит результат интерпретируется так:
00000000_0010.0000 = 2₁₀

Еще раз вариант 2 ( с другими операндами - 16 и 5 ):
05₁₀ = 00000000_00000101 (16 бит - целая часть)
16₁₀ = 00000001_0000.0000 (12 бит - целая часть, 4 - дробная)
На входы делителя подаем:
00000000_00000101 (делитель)
00000001_00000000 (делимое)
На выходе имеем:
00000000_00110011
У делимого на дробную часть отведено 4 разряда, у делителя - 0.
Значит 4 - 0 = 4 - столько разрядов будет отведено у частного (результат) на дробную часть.
Значит результат интерпретируется так:
00000000_0011.0011 = 3.1875₁₀

Ясна идея?