wordpress 站点维护,网站备案代码,江西网站建设费用,杭州品格网站设计技术背景 技术概述 FPGA实现除法运算是一个比较复杂的过程#xff0c;因为硬件逻辑与软件程序的区别。如果其中一个操作数为常数#xff0c;可以通过简单的移位与求和操作代替#xff0c;但用硬件逻辑完成两变量间除法运算会占用较多的资源#xff0c;电路结构复杂#xf…技术背景 技术概述 FPGA实现除法运算是一个比较复杂的过程因为硬件逻辑与软件程序的区别。如果其中一个操作数为常数可以通过简单的移位与求和操作代替但用硬件逻辑完成两变量间除法运算会占用较多的资源电路结构复杂且通常无法在一个时钟周期内完成。因此FPGA实现除法运算并不是一个“/”号可以解决的。总体来说在FPGA中做基本的数学运算没什么难度即使是指数、对数、开根号之类的复杂运算也有浮点IP Core的支持。如果需要实现复杂算法可以采用HLS方式开发仅用于算法验证。 技术应用场景 FPGA除法器技术主要应用于数字信号处理、通信系统、图像处理、高速计算机、测量仪器等领域。在这些领域中需要对数据进行除法运算而FPGA除法器可以提供高速、低功耗、低成本的除法运算解决方案。例如在通信系统中需要对信号进行解调、解码等操作这些操作中需要进行除法运算而FPGA除法器可以提供高效的解决方案。在图像处理中需要对图像进行缩放、旋转等操作这些操作中也需要进行除法运算而FPGA除法器可以提供高速的图像处理能力。此外FPGA除法器还可以应用于各种算法中例如卷积神经网络、快速傅里叶变换等。 优势和不足
优势
FPGA除法器可以实现高精度的除法运算比如非恢复余数除法器可以实现更高的除法精度。FPGA除法器可以在数字电路中快速执行除法运算比软件实现更快速。FPGA除法器可以根据需要进行定制化设计满足不同应用场景的需求。
不足
FPGA除法器的设计和实现比较复杂需要专业的知识和技能。FPGA除法器的资源占用比较大需要占用较多的FPGA资源。FPGA除法器的功耗比较高需要考虑功耗管理和优化。
技术实现 技术原理和实现方法 FPGA除法器是一种基于FPGA芯片实现的除法器其原理是通过将被除数不断减去除数直到被除数小于除数为止每次减法操作都会使商数加1最终被除数减去的结果就是余数。 技术实现案例和效果展示 实现方法一开发一套除法器算法呢。
module DIVISION(input wire CLK, //系统时钟64MHZinput wire CCLK, //除法运算时钟128MHzinput wire RST_N, //全局复位input wire Start, //除法开始input wire [63:0] iDividend, //被除数input wire [31:0] iDivisor, //除数output reg [63:0] Quotient, //商output reg [31:0] Reminder, //余数output reg Done //计算完成);//
// REG/WIRE 声明
//
reg [6:0] i;
reg Sign; //被除数符号
reg [63:0] Dividend; //符号转换被除数
reg [96:0] Temp_D;
reg [32:0] Temp_S;//
// 移位减除法
//
always(posedge CCLK or negedge RST_N) beginif(!RST_N) begini 7h0;Dividend 64h0;Sign 1b0;Temp_D 97h0;Temp_S 33h0;Done 1b0;end else case( i )0: if(Start) begin //被除数符号判断及绝对值获取if(iDividend[63]) beginSign 1b1;Dividend ~iDividend 1b1;end else beginSign 1b0;Dividend iDividend;endi i 1b1;Done 1b0;end1: begin //计算数据锁存Temp_D {33h0,Dividend};Temp_S {1b0,iDivisor};i i 1b1;end66: begin Done 1b1; i i 1b1; end //计算完成67: begin i 0; enddefault : begin //移位减过程Temp_D {Temp_D[95:0],1b0};if(Temp_D[96:64] Temp_S)Temp_D ({(Temp_D[96:64] - Temp_S),Temp_D[63:0]}) 1b1;else Temp_D Temp_D;i i 1b1;endendcase
end//运算结果锁存
always(posedge CLK or negedge RST_N) beginif(!RST_N) beginQuotient 64d0;Reminder 32d0;end else if(Done) beginif(Sign) beginQuotient ~Temp_D[63:0] 1b1;Reminder ~Temp_D[95:64] 1b1;end else beginQuotient Temp_D[63:0];Reminder Temp_D[95:64];endend
endendmodule实现方式二使用IP核操作。 timescale 1 ps/ 1 ps
//
// Company:
// Engineer:
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// Create Date: 11-26-2023 17:11:11
// Design Name:
// Module Name: top
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
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// Dependencies:
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// Revision:
// Additional Comments:
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//module top(input wire clk);wire [7:0] denom;wire [63:0] numer;wire [63:0] quotient;wire [7:0] remain;assign numer 64d1024;assign denom 8d2;lpm_divide_1 u_1(.clock (clk ),.denom (denom ),.numer (numer ),.quotient (quotient ),.remain (remain ));endmodule仿真结果 总结 使用IP核可以减少设计人员的工作量因为IP核已经经过验证和测试可以直接使用而不需要重新设计和验证。提高性能使用IP核可以提高设计的性能因为IP核是专门为特定的任务设计的可以充分利用FPGA的硬件资源从而提高性能。降低功耗使用IP核可以降低功耗因为IP核是经过优化的可以使用更少的资源来完成任务从而降低功耗。提高可靠性使用IP核可以提高设计的可靠性因为IP核已经经过验证和测试可以保证其正确性和稳定性。
引用
“用于加密应用的基于 FPGA 的高速分频器”IEEE Transactions on Very Large Scale Integration VLSI Systems2015 年。
“基于FPGA的高速分频器的设计与实现”《国际可重构计算杂志》2016年。
“用于数字信号处理应用的基于 FPGA 的高性能分频器”IEEE Transactions on Circuits and Systems IIExpress Briefs2017 年。
“使用Verilog HDL设计和实现基于FPGA的高速分频器”国际电子与通信工程与技术杂志2018年。
“一种用于高速应用的新型基于FPGA的分频器”《信号处理系统学报》2019年。
FPGA64位除法器(Verilog)_verilog取余资源-CSDN文库
