Maîtriser les Fonctions Mathématiques Verilog pour une Conception Matérielle Efficace

Les fonctions mathématiques Verilog peuvent être utilisées à la place d'expressions constantes et supportent à la fois les mathématiques entier et réel.

Fonctions Mathématiques Entières

La fonction $clog2 retourne le plafond de log₂ de l'argument donné. Cela est typiquement utilisé pour calculer la largeur minimale requise pour adresser une mémoire de taille donnée.

Par exemple, si la conception a 7 additionneurs parallèles, alors le nombre minimum de bits requis pour représenter tous les 7 additionneurs est $clog2 de 7 qui donne 3.

module des #(parameter NUM_UNITS = 7)
  // L'utilisation de cette fonction système aide à réduire le
  // nombre de fils d'entrée vers ce module
  (input [$clog2(NUM_UNITS)-1:0] active_unit);
  initial $monitor("active_unit = %d", active_unit);
endmodule

`define NUM_UNITS 5
module tb;
  integer i;
  reg [`NUM_UNITS-1:0] active_unit;
  des #(.NUM_UNITS(`NUM_UNITS)) u0(active_unit);
  initial begin
    active_unit = 1;
    #10 active_unit = 7;
    #10 active_unit = 8;
  end
endmodule

Notez que le signal active_unit a 3 bits pour stocker 5 unités au total.

Journal de Simulation

xcelium> run
active_unit = 001
active_unit = 111
active_unit = 000
xmsim: *W,RNQUIE: Simulation is complete.

Fonctions Mathématiques Réelles

Ces fonctions système acceptent des arguments real et retournent un nombre real.

Fonction	Description
$ln(x)	Logarithme naturel log(x)
$log10(x)	Logarithme décimal log10(x)
$exp(x)	Exponentielle de x (ex) où e=2.718281828...
$sqrt(x)	Racine carrée de x
$pow(x, y)	xy
$floor(x)	Plancher de x
$ceil(x)	Plafond de x
$sin(x)	Sinus de x où x est en radians
$cos(x)	Cosinus de x où x est en radians
$tan(x)	Tangente de x où x est en radians
$asin(x)	Arc-Sinus de x
$acos(x)	Arc-Cosinus de x
$atan(x)	Arc-tangente de x
$atan2(x, y)	Arc-tangente de x/y
$hypot(x, y)	Hypoténuse de x et y : sqrt(x2 + y2)
$sinh(x)	Sinus hyperbolique de x
$cosh(x)	Cosinus hyperbolique de x
$tanh(x)	Tangente hyperbolique de x
$asinh(x)	Arc-sinus hyperbolique de x
$acosh(x)	Arc-cosinus hyperbolique de x
$atanh(x)	Arc-tangente hyperbolique de x

module tb;
  real x, y;
  initial begin
    x = 10000;
    $display("$log10(%0.3f) = %0.3f", x, $log10(x));
    x = 1;
    $display("$ln(%0.3f) = %0.3f", x, $ln(x));
    x = 2;
    $display("$exp(%0.3f) = %0.3f", x, $exp(x));
    x = 25;
    $display("$sqrt(%0.3f) = %0.3f", x, $sqrt(x));
    x = 5; y = 3;
    $display("$pow(%0.3f, %0.3f) = %0.3f", x, y, $pow(x, y));
    x = 2.7813;
    $display("$floor(%0.3f) = %0.3f", x, $floor(x));
    x = 7.1111;
    $display("$ceil(%0.3f) = %0.3f", x, $ceil(x));
    x = 30 * (22.0/7.0) / 180; // convertir 30 degrés en radians
    $display("$sin(%0.3f) = %0.3f", x, $sin(x));
    x = 90 * (22.0/7.0) / 180;
    $display("$cos(%0.3f) = %0.3f", x, $cos(x));
    x = 45 * (22.0/7.0) / 180;
    $display("$tan(%0.3f) = %0.3f", x, $tan(x));
    x = 0.5;
    $display("$asin(%0.3f) = %0.3f rad, %0.3f deg", x, $asin(x), $asin(x) * 7.0/22.0 * 180);
    x = 0;
    $display("$acos(%0.3f) = %0.3f rad, %0.3f deg", x, $acos(x), $acos(x) * 7.0/22.0 * 180);
    x = 1;
    $display("$atan(%0.3f) = %0.3f rad, %f deg", x, $atan(x), $atan(x) * 7.0/22.0 * 180);
  end
endmodule

Journal de Simulation

xcelium> run
$log10(10000.000) = 4.000
$ln(1.000) = 0.000
$exp(2.000) = 7.389
$sqrt(25.000) = 5.000
$pow(5.000, 3.000) = 125.000
$floor(2.781) = 2.000
$ceil(7.111) = 8.000
$sin(0.524) = 0.500
$cos(1.571) = -0.001
$tan(0.786) = 1.001
$asin(0.500) = 0.524 rad, 29.988 deg
$acos(0.000) = 1.571 rad, 89.964 deg
$atan(1.000) = 0.785 rad, 44.981895 deg
xmsim: *W,RNQUIE: Simulation is complete.