您现在的位置是:首页 >技术教程 >Vivdao FFT IP核调试记录网站首页技术教程
Vivdao FFT IP核调试记录
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。
至此,得出如下结论:
(1)首先要确保送给IP核进行傅里叶变换的数是正确的(正整数好像没啥区别,负整数的时候需要做补码转换,如果转换错误则输入给IP核的数据区别好大)。
(2)其次控制好s_axis_data_tlast信号,在仿真过程中
event_tlast_unexpected信号和 event_tlast_missing信号一直为低电平。
(3)event_frame_started信号为一个时钟周期的脉冲信号,它并没有和每一帧数据的第一个数对齐,和输入数据没有任何对齐关系。
后面我又将[0 1 2 3 4 5 6 7]这组数据换成了[0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7]做了fft变换。Vivado仿真结果都和matlab仿真结果一致。具体代码如下所示。