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4cd95ad2dc
commit
5156db4ebc
81
moving_average.sv
Executable file
81
moving_average.sv
Executable file
@ -0,0 +1,81 @@
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//------------------------------------------------------------------------------
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// moving_average.sv
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// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
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//------------------------------------------------------------------------------
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// INFO ------------------------------------------------------------------------
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// Simple moving average implementation in SystemVerilog
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//
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// Features:
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// - configurable depth and data width
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// - DEPTH doesnt have to be a power of two, but 2^N implementations are
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// the most efficient
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// - can be configured to implement in cells or block RAM
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//
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/* --- INSTANTIATION TEMPLATE BEGIN ---
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moving_average #(
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.DEPTH( 12 ),
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.DATA_W( 32 )
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) MA (
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.clk( clk ),
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.nrst( 1'b1 ),
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||||||
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.ena( 1'b1 ),
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||||||
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.id( ),
|
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.od( )
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);
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--- INSTANTIATION TEMPLATE END ---*/
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module moving_average #( parameter
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DEPTH = 12, // DEPTH doesnt have to be a power of two
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DEPTH_W = $clog2(DEPTH),
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DATA_W = 32 // data field width
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)(
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input clk, // clock
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input nrst, // inverted reset
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input ena, // data enable
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input [DATA_W-1:0] id, // data input
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output logic [DATA_W-1:0] od // averaged data output
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);
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logic [DATA_W-1:0] id_delayed;
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delay #(
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.LENGTH( DEPTH ),
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.WIDTH( DATA_W ),
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.TYPE( "CELLS" ) // "ALTERA_BLOCK_RAM" infers block ram
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) delay_data_buf ( // "ALTERA_TAPS" infers altshift_taps
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.clk( clk ), // all other values infer registers
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.nrst( nrst ),
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.ena( ena ),
|
||||||
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|
||||||
|
.in( id[DATA_W-1:0] ),
|
||||||
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.out( id_delayed[DATA_W-1:0] )
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|
);
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logic [DATA_W-1+DEPTH_W:0] moving_summ = '0; // considering width expansion
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always_ff @(posedge clk) begin
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if( ~nrst ) begin
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|
moving_summ[DATA_W-1+DEPTH_W:0] <= '0;
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||||||
|
end else if( ena ) begin
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||||||
|
moving_summ[DATA_W-1+DEPTH_W:0] <=
|
||||||
|
( moving_summ[DATA_W-1+DEPTH_W:0] +
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id[DATA_W-1:0] - // adding new item
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id_delayed[DATA_W-1:0]); // subtracting the last one
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end
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|
end
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always_comb begin
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// when DEPTH is a power of two, division turns out like a simple bit-shift
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od[DATA_W-1:0] <= moving_summ[DATA_W-1+DEPTH_W:0] / DEPTH;
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||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
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126
moving_average_tb.sv
Executable file
126
moving_average_tb.sv
Executable file
@ -0,0 +1,126 @@
|
|||||||
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//------------------------------------------------------------------------------
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||||||
|
// moving_average_tb.sv
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||||||
|
// Konstantin Pavlov, pavlovconst@gmail.com
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||||||
|
//------------------------------------------------------------------------------
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||||||
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// INFO ------------------------------------------------------------------------
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// testbench for moving_average.sv module
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//
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`timescale 1ns / 1ps
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module moving_average_tb();
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logic clk200;
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|
initial begin
|
||||||
|
#0 clk200 = 1'b0;
|
||||||
|
forever
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||||||
|
#2.5 clk200 = ~clk200;
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||||||
|
end
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||||||
|
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||||||
|
// external device "asynchronous" clock
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logic clk33;
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||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#0 clk33 = 1'b0;
|
||||||
|
forever
|
||||||
|
#15.151 clk33 = ~clk33;
|
||||||
|
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 #(
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||||||
|
.WIDTH( 32 )
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|
) 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
|
||||||
|
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|
// Module under test ==========================================================
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||||||
|
logic [15:0] seq_cntr = '0;
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||||||
|
|
||||||
|
logic [31:0] id = '0;
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk200) begin
|
||||||
|
if( ~nrst_once ) begin
|
||||||
|
seq_cntr[15:0] <= '0;
|
||||||
|
id[31:0] <= '0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
// incrementing sequence counter
|
||||||
|
if( seq_cntr[15:0]!= '1 ) begin
|
||||||
|
seq_cntr[15:0] <= seq_cntr[15:0] + 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if( seq_cntr[15:0]<300 ) begin
|
||||||
|
id[31:0] <= '1;
|
||||||
|
//id[31:0] <= {4{RandomNumber1[15:0]}};
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
id[31:0] <= '0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
moving_average #(
|
||||||
|
.DEPTH( 255 ),
|
||||||
|
.DATA_W( 32 )
|
||||||
|
) MA (
|
||||||
|
.clk( clk200 ),
|
||||||
|
.nrst( nrst_once ),
|
||||||
|
.ena( 1'b1 ),
|
||||||
|
|
||||||
|
.id( id[31:0] ),
|
||||||
|
.od( )
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
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