仿真实例1——正弦函数仿真（ROM）

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对于FPGA来说，产生三角函数，幂函数，指数函数或者log函数等，如果真的使用乘法器来撘电路，那是极其消耗DSP资源的
，所以一般情况下都是采用LUT进行查表获取的。
所以产生一个正弦波形的实现步骤如下：
1.正弦函数的在给定取值范围内的函数值
2.将正弦函数的函数值存入ROM或者RAM中（初始化）
3.从ROM或者RAM中读出函数值

1.matlab获取正弦函数值

t=[0:0.1:90];##产生第一象限0°~90°之间的正弦函数值
x=pi*t/180;
sin_vale=sin(x);
fid=fopen('sin.mif','wt');##待写入的文件
fprintf(fid,'width=14;\n');
fprintf(fid,'depth=1024;\n');
fprintf(fid,'address_radix=uns;\n');
fprintf(fid,'data_radix=dec;\n');
fprintf(fid,'content begin\n');
for j=1:901
    i=j-1;
    k=round(sin_vale(j)*16384);
    if(k==16384)
        k=16383;
    end
    fprintf(fid,'%d,\n',k);
end
fprintf(fid,'end;\n');
fclose(fid);

产生的sin.mif文件如下图所示

 

2.将sin.mif文件存入ROM中

选择IP->Block Memory Generator，第一步在Memory type选择Single port Rom

 
选择端口的宽度Port A为14，选择端口深度Port A为1024

然后选择COE文件Editor，将刚才matlab生成的数据填写Vector即可。

3.读ROM进行仿真

仿真ROM IP，编写testbench文件。

`timescale 1ns / 1ps
module sin;
    parameter DW=15;
    parameter AW=10;
    parameter ADDR_MAX=900;
    parameter const_half_pi = ADDR_MAX - 1; //90°
    parameter const_pi = ADDR_MAX*2 - 1; //180°
    parameter const_double_pi = ADDR_MAX*4 - 1; //360°
    reg [AW+2-1:0] address_tmp;
    reg [AW-1:0] address;
    reg clk;
    wire [DW-1:0] q_tmp;
    reg [DW+1-1:0] q_tmp1;
    wire [DW-1:0] q;
    initial
    begin
    clk<=0;
    address_tmp<= {AW+2{1'b0}};
    end
    blk_mem_gen_0 sin_test (
      .clka(clk),    // input wire clka
      .addra(address),  // input wire [9 : 0] addra
      .douta(q_tmp)  // output wire [14 : 0] douta
    );

    always #10 clk = ~clk;
    always @(posedge clk)
    if(address_tmp == const_double_pi)
    begin
        address_tmp <= {AW+2{1'b0}};
        address <= {AW{1'b0}};
    end
    else
    begin
        address_tmp<=address_tmp+1'b1;
        if(address_tmp<=const_half_pi)
        address <= address_tmp[AW-1:0];  //the first quadrand
        else if(address_tmp <= const_pi)  //the second quadrand
        address <= const_pi - address_tmp;
        else if(address_tmp <= (const_pi+const_half_pi))//the third quadrand
        address <= address_tmp-const_pi;
        else
        address <= const_double_pi-address_tmp;
    end
    always @(posedge clk)
    begin
    if(address_tmp<=const_pi)
        q_tmp1<={1'b0,q_tmp};
    else    
        q_tmp1<={DW+1{1'b0}}-{1'b0,q_tmp};
    end
    assign q = q_tmp1[DW-1:0];
endmodule

仿真波形如下图

小编寄语：其实对于ROM来说，原先是需要一个COE文件的，而且只能进行读取，不能写入，现在的verilog语法已经可以对RAM或者寄存器初始化，所以以后很可能不需要ROM了。