mirror of
https://github.com/pConst/basic_verilog.git
synced 2025-01-28 07:02:55 +08:00
Added adder_tree module and testbench
This commit is contained in:
parent
8936cd36e6
commit
4682b7e4d5
90
adder_tree.sv
Normal file
90
adder_tree.sv
Normal file
@ -0,0 +1,90 @@
|
|||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// adder_tree.sv
|
||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
|
||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
// INFO -------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// Pipelined tree adder with parametrized input width written in System Verilog
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// - Number of inputs is NOT required to be power of two
|
||||||
|
// - This code can generate entirely combinational circuit with minimal editing
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
|
||||||
|
|
||||||
|
adder_tree #(
|
||||||
|
.INPUTS_NUM( 125 ),
|
||||||
|
.IDATA_WIDTH( 16 )
|
||||||
|
) AT1 (
|
||||||
|
.clk( ),
|
||||||
|
.nrst( ),
|
||||||
|
.idata( ),
|
||||||
|
.odata( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
module adder_tree #(
|
||||||
|
parameter INPUTS_NUM = 125,
|
||||||
|
parameter IDATA_WIDTH = 16,
|
||||||
|
|
||||||
|
parameter STAGES_NUM = $clog2(INPUTS_NUM),
|
||||||
|
parameter INPUTS_NUM_INT = 2 ** STAGES_NUM,
|
||||||
|
parameter ODATA_WIDTH = IDATA_WIDTH + STAGES_NUM
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input nrst,
|
||||||
|
input logic [INPUTS_NUM-1:0][IDATA_WIDTH-1:0] idata,
|
||||||
|
output logic [ODATA_WIDTH-1:0] odata
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [STAGES_NUM:0][INPUTS_NUM_INT-1:0][ODATA_WIDTH-1:0] data;
|
||||||
|
|
||||||
|
// generating tree
|
||||||
|
genvar stage, adder;
|
||||||
|
generate
|
||||||
|
for( stage = 0; stage <= STAGES_NUM; stage++ ) begin: stage_gen
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam ST_OUT_NUM = INPUTS_NUM_INT >> stage;
|
||||||
|
localparam ST_WIDTH = IDATA_WIDTH + stage;
|
||||||
|
|
||||||
|
if( stage == '0 ) begin
|
||||||
|
// stege 0 is actually module inputs
|
||||||
|
for( adder = 0; adder < ST_OUT_NUM; adder++ ) begin: inputs_gen
|
||||||
|
|
||||||
|
always_comb begin
|
||||||
|
if( adder < INPUTS_NUM ) begin
|
||||||
|
data[stage][adder][ST_WIDTH-1:0] <= idata[adder][ST_WIDTH-1:0];
|
||||||
|
data[stage][adder][ODATA_WIDTH-1:ST_WIDTH] <= '0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
data[stage][adder][ODATA_WIDTH-1:0] <= '0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end // always_comb
|
||||||
|
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
// all other stages hold adders outputs
|
||||||
|
for( adder = 0; adder < ST_OUT_NUM; adder++ ) begin: adder_gen
|
||||||
|
|
||||||
|
//always_comb begin // is also possible here
|
||||||
|
always_ff@(posedge clk) begin
|
||||||
|
if( ~nrst ) begin
|
||||||
|
data[stage][adder][ODATA_WIDTH-1:0] <= '0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
data[stage][adder][ST_WIDTH-1:0] <=
|
||||||
|
data[stage-1][adder*2][(ST_WIDTH-1)-1:0] +
|
||||||
|
data[stage-1][adder*2+1][(ST_WIDTH-1)-1:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end // always
|
||||||
|
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
end // if stage
|
||||||
|
end // for
|
||||||
|
endgenerate
|
||||||
|
|
||||||
|
assign odata = data[STAGES_NUM][0];
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
97
adder_tree_tb.sv
Normal file
97
adder_tree_tb.sv
Normal file
@ -0,0 +1,97 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
// RXI - PIN400M
|
||||||
|
// testbench for adder_tree.sv module
|
||||||
|
|
||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
|
||||||
|
|
||||||
|
module adder_tree_tb();
|
||||||
|
|
||||||
|
logic clk200;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 clk200 = 1'b0;
|
||||||
|
forever
|
||||||
|
#2.5 clk200 = ~clk200;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic rst;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 rst = 1'b0;
|
||||||
|
#10.2 rst = 1'b1;
|
||||||
|
#5 rst = 1'b0;
|
||||||
|
//#10000;
|
||||||
|
forever begin
|
||||||
|
#9985 rst = ~rst;
|
||||||
|
#5 rst = ~rst;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic nrst;
|
||||||
|
assign nrst = ~rst;
|
||||||
|
|
||||||
|
logic rst_once;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 rst_once = 1'b0;
|
||||||
|
#10.2 rst_once = 1'b1;
|
||||||
|
#5 rst_once = 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
logic nrst_once;
|
||||||
|
assign nrst_once = ~rst_once;
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] DerivedClocks;
|
||||||
|
clk_divider #(
|
||||||
|
.WIDTH( 32 )
|
||||||
|
) cd1 (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
.out( DerivedClocks[31:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] E_DerivedClocks;
|
||||||
|
edge_detect ed1[31:0] (
|
||||||
|
.clk( {32{clk200}} ),
|
||||||
|
.nrst( {32{nrst_once}} ),
|
||||||
|
.in( DerivedClocks[31:0] ),
|
||||||
|
.rising( E_DerivedClocks[31:0] ),
|
||||||
|
.falling( ),
|
||||||
|
.both( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic [15:0] RandomNumber1;
|
||||||
|
c_rand rng1 (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.rst( rst_once ),
|
||||||
|
.reseed( 1'b0 ),
|
||||||
|
.seed_val( DerivedClocks[31:0] ),
|
||||||
|
.out( RandomNumber1[15:0] )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
logic start;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 start = 1'b0;
|
||||||
|
#100 start = 1'b1;
|
||||||
|
#20 start = 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// Module under test ==========================================================
|
||||||
|
|
||||||
|
adder_tree #(
|
||||||
|
.INPUTS_NUM( 7 ),
|
||||||
|
.IDATA_WIDTH( 16 )
|
||||||
|
) at (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.idata( { 12'b0,RandomNumber1[7:0],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[8:1],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[9:2],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[10:3],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[11:4],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[12:5],
|
||||||
|
12'b0,RandomNumber1[13:6] } ),
|
||||||
|
.odata( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
Loading…
x
Reference in New Issue
Block a user