FPGA | Verilog 实现矩阵乘法（附源码）

使用 for语句实现，后续继续做并行优化…

最近需要用 verilog写一个矩阵乘法的简单模块，本来想着网上随便搜一个复制粘贴一下，却发现居然找不到有源码的（好多还上传到了CSDN资源），罢了罢了，照着Github的自己写一个吧。

我写的是 3 * 3 的、数值位宽为 [3:0] （0-15）的矩阵乘法，你完全可以根据你的板子资源加以更改：

Verilog代码

`timescale 1ns / 1ps

module mm(A,B,Result);

	input [35:0] A;  			// 行*列*数据位宽 3*3*4
	input [35:0] B;
	output [89:0] Result;		// 行*列*数据位宽 3*3*10，
	
	reg [71:0] Result;		 
	reg [3:0] A1 [0:2][0:2];
	reg [3:0] B1 [0:2][0:2];
	reg [9:0] Res1 [0:2][0:2];	 // 因为A和B相乘最大的值为15*15=225，所以数据位宽为225*3=10位（一行乘一列）
	
	integer i,j,k;
	
	always@ (A or B)
	begin
		// 一维矩阵转为二维矩阵
		{A1[0][0],A1[0][1],A1[0][2],A1[1][0],A1[1][1],A1[1][2],A1[2][0],A1[2][1],A1[2][2]} = A;
		{B1[0][0],B1[0][1],B1[0][2],B1[1][0],B1[1][1],B1[1][2],B1[2][0],B1[2][1],B1[2][2]} = B;
		{Res1[0][0],Res1[0][1],Res1[0][2],Res1[1][0],Res1[1][1],Res1[1][2],Res1[2][0],Res1[2][1],Res1[2][2]} = 71'd0;
		
		i=0; j=0; k=0;
		
		for(i=0;i<3;i=i+1)
		begin
			for(j=0;j<3;j=j+1)
			begin
				for(k=0;k<3;k=k+1)
				begin
					Res1[i][j]=Res1[i][j]+ (A1[i][k]*B1[k][j]);
				end
			end
		end
		
		Result = {Res1[0][0],Res1[0][1],Res1[0][2],Res1[1][0],Res1[1][1],Res1[1][2],Res1[2][0],Res1[2][1],Res1[2][2]};
	end

endmodule

Testbench

`timescale 1ns / 1ps

module test_bench;
	
	reg [35:0] A;
	reg [35:0] B;
	
	wire [71:0] Answer;
	
	Calculator calculator(.A(A), .B(B), .Result(Answer));
	
	initial begin
		
		//Initial inputs
		A={4'd1,4'd2,4'd3,4'd4,4'd5,4'd6,4'd7,4'd8,4'd9};
		B={4'd5,4'd3,4'd5,4'd8,4'd6,4'd10,4'd5,4'd3,4'd0};
		
	end

// VCS联合Verdi查看波形，使用自带的波形查看器可删除这段代码	
`ifdef FSDB
initial begin
	$fsdbDumpfile("tb_mm.fsdb");
	$fsdbDumpvars;
end
`endif

endmodule

仿真和结果验证

手动计算验证一下（我这里数据少就手算了，建议你们写个脚本验证）：



Ok，没有问题，后续继续优化，用并行计算的方式实现。