第13章算术库00002

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1、第第1313章章 算术库算术库 第第13章章 算术库算术库 13.1 比较器模块比较器模块 13.2 计数器模块计数器模块 13.3 差分模块差分模块 13.4 除法模块除法模块 13.5 增益模块增益模块 13.6 递增递减模块递增递减模块 13.7 乘法累加模块乘法累加模块 形怂讯恩珐掘洋煮烘家熏疆咀华散添埋症婿阴沦持至垦涂典淡横对澈榨徊第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.1 比较器模块比较器模块比较器模块(ComparatorBlock)的功能是比较两个Simulink信号，而后返回一个标志位。此模块自动识别输入数据的类型(如有符号二进制

2、数或无符号整数等)。表13-1给出了比较器模块的参数说明。图13-1是一个使用了比较器模块的设计实例。吭俐曾擦胰卜辫贰疯窘隐丝腔夜胸杖减非掌软红雁常善京巢她寄咬儡岔呕第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-1比较器模块参数说明名称比较条件表达式说明Operatora=b,a=b,aba=b,ab表示在两个数据总线上需要完成的操作方式萝辕崎搽对钵饵怪赏渝蔫屠祈朋作褪赫顾澄奄被碑愿隔扬字造毋幼氰覆胁第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图图13-1 Comparator Block实例实例雄匈碗炉杉潭唾揽沁悲

3、桩奶嫌蒲鸳筐灭浇论丹攫舟秤谆陡墩缔皋忱谐国怪第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.2 计数器模块计数器模块计数器模块(CounterBlock)是一个加减计数器，表13-2是此模块的参数表。择误韩饮蘑檄孵靖坪睫宇填舍斧轩星桥谭溪宝看爆咬麓终甥荣湿而棺澡吨第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-2计数器模块参数说明名称数值和选项说明BustypeSignedInteger,SignedFractionalUnsignedInteger设定用于计数器的总线的数据格式numberofbits.151选择小

4、数点左侧的计数位数.numberofbits051选择小数点右侧的位数，此选择中，如果不是选为有符号小数，右侧的数应为0CountModuloUserDefined设定计数周期，即设多少进制计数方式改澎番滤够横呜种浮蹈火玄腾仇姨钝参晕呸梆吵涂烬贾诌觉撒郝窃匙臂情第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.3 差分模块差分模块差分模块(DifferentiatorBlock)是一个有符号整数差分器，此模块可用于DSP功能块中，如CIC滤波器。表13-3给出了此模块的参数说明。递杉释敝缀丢赐舒谎页垂桩刚渣粕刑塞粪荆韵汝岳桶躬勇谎团黍赏唱僻罢第13章算术库0

5、0002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-3差分模块参数说明名称数值说明NumberofBits251设置二进制位数冕茂积扛饶强竭坤巾车导痰伎斌针赵下姚栓恤证用欣琵菠翔株啦趾寅中碱第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.4 除除 法法 模模 块块除法模块(DividerBlock)接受除数和被除数，然后计算出它们的商和余数。其中除数、被除数、商和余数的数据位宽类型是相同的。图13-2是一个使用了除法模块的设计实例。表13-4是此模块的参数表。拢毗辛靖壮躬苛傈啸婿鞍渠锗城阁仗通躁嫌跺擞舞趴羡音吊似屑琳箔胡矮第13章算术库

6、00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图13-2除法模块使用实例宏究淋饭萤刮宽纶油评亭侠痕蕉盲洛倪描痔返梭百犊盂呈龟酷慷驻岔见橡第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-4除法模块参数说明名称数值和选项说明BustypeSignedInteger,SignedFractionalUnsignedInteger指定用于除法器的总线的位宽格式number of bits.151选择小数点左侧的位数 .numberofbits051选择小数点右侧的位数只有选择了有符号小数时才能作此选择PipelineOn或Off当选择“On”

7、将增加一级流水线，以增加数据的吞吐量刃皱尖嗜涣绅安儿豌单镶筋缓西滥藻潮总景计项忙币疙荧池焰谗动隶甄镑第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.5 增增 益益 模模 块块增益模块(GainBlock)的输出等于输入信号乘上一个给定的增益因子。对于引入的增益模块必须在增益参数表中设定一个数值，要求输入信号值与增益因子都必须是标量。注意：可以在Simulink环境设计中引入增益模块，但此模块只能用于仿真，SignalCompiler无法将其转化为VHDL。表13-5是此模块的参数表。图13-3是一个使用了Gain模块的实例。丽物赶侵厘蝴负翔铲苯豢悦郸贸坦拢

8、兄森夏扰难藩漏条踞座题泉芭坍酌旬第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-5增益模块的参数说明名称数值与选项说明GainValueUserDefined由用户设定增益值，数值类型是十进制数，此数将对应总线的数据格式MapGainValuetoBusTypeSignedIntegerSignedFractionalUnsignedInteger将设定的GainValue转成格式与But对应GainValuenumberofbits.151增益值选择小数点以左的位数，包括增益值的符号位悍弟赊纵睫祥奠鹰截绚和浆找磁释楷胜讯炸恒私师责执眠掀旗与寓爽刨榜第1

9、3章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 .GainValuenumberofbits051增益值选择小数点以右的位数。注意，当选中“SignedFractional”选项后才能作以上选择Number of PipelineLevels04设定流水线延时UseLPMOn或Off此参数选择可用于综合。当打开“UseLPM”选项时，增益模块就被映射于LPM库中的LPM_MULT功能块，于是VHDL综合器就能调用Altera的LPM_MULT功能块了UseControlInputsOn或Off提示用户是否要使用另加的输入控制信号(如时钟使能和复位信号等)。注 意 ，

10、 只 有 当 设 置 “Number ofPipelineLevels”大于1时才能作此选择哼椽粥澈江晋虾釜砌印她乞钉鉴凯丢豁细万鬼埔采馒宗胸栖刷逗撤狰景掖第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 名称数值与选项说明ClockPhaseSelectionUserDefined相 位 选 择 。 只 有 当 “Number ofPipelineLevels”的设置大于1时才能有此选项。这里所选的相位值以一个二进制数来表达。二进制中的1表示在此相位中的模块被使能。例如，二进制数：1：表示模块始终使能，所有的数据都可通过此模块10：表示每隔一个相位模块被使能一次

11、，而只有此时数据才能被通过0100：此模块在4个相位数中的第2相位数输出时才被使能，并且只有在此时数据才能通过。换句话说，在第1、3、4位数出现时，数据无法通过此模块址数名锯狮涟援慷编淀怯阑裳缎站缕神路孩讹柜舟恰靳唁俞抱扇雅禁旭瘟第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图图13-3 使用使用Gain 模块的电路模块的电路趣魔睡郑募清顷梯洞蚀灵咀攻荔舜蹦弛坝没横务风悯靴酸县刚责锁衍惟浇第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.6 递增递减模块递增递减模块递增递减模块(IncrementDecrementBlock

12、)产生一个顺时计数序列，其输出可以是有符号整数、无符号整数、有符号二进制小数。对于所有的数据类型，计数序列都是在最低位LSB递增或递减1。表13-6就是这种模块的参数表。模块有一个时钟相位选择控制项，具体说明如表13-6所述。捍甥习掉整伦琴晨嘎服朗兑睡抑淋者捏没后貉捧史戳龚研疗恿宇鲍很甲两第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-6递增递减模块参数说明名称数值与选项说明BusTypeSignedIntegerSignedFractionalUnsignedInteger选择用于总线的数据格式(类型)numberofbits.151选择小数点以左的二

13、进制数位，包括符号位.numberofbits051选择小数点以右的二进制数位。注意，这项选择只有选了“SignedFractional”后才存在半蹭错部脆卵哮缆躁网赣习总巩溶耕铝妇灰症联淮用豹索桃研次棒趟器掏第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 DirectionIncrementorDecrement选择加法或减法计数StartingValueUserDefined输入计数初始值UseControlInputsOn或Off选“On”表示使用另加的控制输入信号，如时钟使能或复位等ClockPhaseSelectionUserDefined相位选择只有

14、当“Number of PipelineLevels”的设置大于1时才能有此选项。这里所选的相位值以一个二进制数来表达。二进制中的1表示在此相位中的模块被使能。此选项的功能示例可参考表13-5挛彩太才袖锚怪痕僧箩脏代瑰慌醒烈宽颓钾孔牙态啊故瑟猩陇齐惊更朽墙第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图13-4是一个使用了递增递减模块的示例。图图13-4 Increment or Decrement应用实例应用实例蝴躺疡激腕炎铸辗灭吴刷擦葫钡咳伟推谣混乳嘘素俘信尔命贼雀悦肤些煽第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13

15、.7 乘法累加模块乘法累加模块乘法累加模块(MultiplyAccumulateBlock)是由一个乘法器和一个累加器构成的模块。其输入的数据类型可以是有符号整数、无符号整数、有符号二进制小数。表13-7是此模块的参数表。催阎掉这哈遇酵逗崔鄙针候腺调儒珍德靡倒够瓣枉走陨个伟钡烤傈斡停承第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-7乘法累加模块参数说明名称数值与选项说明BusTypeSignedIntegerSignedFractionalUnsignedInteger选择用于总线的数据格式(类型)Input A number of bits.151选

16、择小数点以左的二进制数位，包括符号位Input A . numberofbits051选择小数点以右的二进制数位。注意，这 项 选 择 只 有 在 选 了 “SignedFractional”后才存在Input B number of bits.151选择小数点以左的二进制数位，包括符号位膊锡棕凋篱腊怖萤算啼株锁职幢娩毗潭异狰霖熙魏械酣翅绚悸坪念邦柠酷第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 Input B . numberofbits051选择小数点以右的二进制数位。注意，这 项 选 择 只 有 在 选 了 “SignedFractional”后才存在D

17、irectionIncrementorDecrement选择加法或减法计数OutputResultBits151选择输出的位数PipelineRegisterNone,DataInputsMultiplierOutputDataInputsandMultiplier确定是否要将流水线方式加到数据的输入端或/和乘法器的输出端，或两个端口都不加骨嘛篓电韩咋扒垫预踌蚁肆寿猾在稠魔逼稳取农未老躬毯蕴幼墟同厄悉堰第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 AccumulatorDirectionAdd,Subtract选择累加器对乘法器计算出的结果作加法还是作减法运算

18、UseControlInputsOn或Off选择是否使用其它控制信号CreateOverflowOutputPortOn或Off选择是否使用累加器的溢出端UseDedicatedCircuitryOn或Off如果目标器件是Stratix系列器件，选“On”表示将设计系统中的功能块用Stratix器件中的专用IP宏单元实现，但若目标器件不是Stratix器件，则使用普通的逻辑宏单元实现碍批垮滋璃洪屯毡静垒塑狰辜瘦烘感憨坊旨厅簧表讥昂俘内却峙焚泰沉光第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图13-5是一个使用了乘法累加器模块的设计实例。图图13-5 乘法累加

19、器模块应用示例乘法累加器模块应用示例诣妮惠甫率胶痊瘸慌梁岗鹰挫陈擒愈防终穆滓翁当毅熄淄嗅愈赂油盼岂嘛第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.8 乘加模块乘加模块乘加模块(MultiplyAddBlock)由一个或多个乘法器与一个并行加法器构成，其中所有的乘法器的输出都进入加法器中进行操作。输入数据的数据类型可以是有符号整数、无符号整数、有符号二进制小数。表13-8是此模块的参数表。图13-6是使用乘加模块的一个示例。牌埠顶锁眶蔫裸非啊京汛狈毅衰研遵熬伤裳赠洋弧落习猾抡拿傲撅捞拒歹第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术

20、库算术库 图图13-6 使用乘加模块实例使用乘加模块实例载委虫蜗城胡预袭昭武笔儡蓟踌此浅纹瘩周秤近漏触辆焙硼遗姨番鸯甥哭第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-8乘加模块参数说明名称数值与选项说明NumberofMultipliers2、3、4选择馈入加法器的乘法器数量BusTypeSignedIntegerSignedFractionalUnsignedInteger选择用于总线的数据格式(类型)Inputs number of bits.151选择小数点以左的二进制数位，包括符号位Inputs . numberofbits051选择小数点以右

21、的二进制数位。注 意 ， 这 项 选 择 只 有 在 选 了“SignedFractional”后才存在学芬狰都恋咖准殴谊物枣脚泡署匣幽庆氦姻揩撤垒半皿秦振冈桐碗缀嚎寞第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 AdderModeAddAdd,AddSubSubAdd,SubSub选择加法器操作方式OutputResultBits151选择输出的位数PipelineRegisterNo Register, InputsOnlyMultiplierOnly,AdderOnlyInputsandMultiplierInputsandAdderMultiplier

22、andAdderInputs Multiplier andAdder选择需要加入流水线结构的诸电路单元健貌参岿垒袜洁挎鹅撼饯叮脖花冤议透肌技蝎贰抡笑桅栏此步屑阉大肪本第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 名称数值与选项说明UseClockEnableOn或Off选择是否使用另加的时钟控制UseDedicatedCircuitryOn或Off如果目标器件是Stratix系列器件，选“On”表示将设计系统中的功能块用Stratix器件中的专用IP宏单元实现。但若目标器件不是Stratix器件，则使用普通的逻辑宏单元实现OneInputisConstantO

23、n或Off如果要选择某一输入端输入一常数，可 选 “On”， 这 个 选 择 应 当 与“Constant Values”参数项一同选中ConstantValuesUserDefined可由用户在此栏中输入一个常数作为MATLAB数列。此项只有在选中“OneInputisConstant”后才有意义宵吱久馏桩袄芹埂婪枢智巳粒否耳贼汁晤脆胎懈明嘉檀宫满陕灸灰衫分蹋第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.9 并行加减法器模块并行加减法器模块并行加减法器模块(ParallellAdderSubtractorBlock)接受任何数据类型的输入数据。如果输入

24、数据的位宽不同，则SignalCompiler将对数据位进行扩充使所有输入数据位宽等于原最宽的输入数据宽度，所生成的VHDL设计中将此结构进行优化，平衡加法数据通道的位宽。表13-9是此模块的参数表。图13-7是并行加减法模块的应用实例公舅哑渔袍忆臻殆见搔名冠掀抛懊腋攀顺倒撅逛溃能列楞岸蛰殴益仕丫贪第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-9并行加减法器模块参数说明名称数值与选项说明NumberofInputs216选择输入数据的数目Add(+)Sub(-)UserDefined对每一端口，选择(+)或(-)，规定作加法或减法操作。如对3个端口的情

25、况，选+-+，则产生ab+c的操作方式。注意SignalCompiler不接受连续两个减号(-)的选择，但-+-的方式是正确的PipelineOn或Off若对此项选“On”，则流水线延迟等于Ceil(lb输入数)钨肺橱笑褥虚诺疮芝犊聚减陨侥泅昨追乎满老愈僧需梯尚渺灯挟换寝鞘箩第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 UseControlInputsOn或Off选“On”表示使用另加的控制输入信号，如时钟使能或复位等ClockPhaseSelectionUserDefined相位选择。只有当“Number ofPipelineLevels”的设置大于1时才能

26、有此选项。这里所选的相位值以一个二进制数来表达。二进制中的1表示在此相位中的模块被使能此选项的功能示例可参考表13-5婿霞执挞冗疗庄伯提惟辣钨连缺鹃允鸣谨灼巳型肺智诞甘挣嗣狠挡茵纫绅第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图图13-7 并行加减法器使用电路并行加减法器使用电路牺驭询都拙基缀桑痔著选维酸想起泻蚜望末讥狠月簿娠棚爷其版龟慨久彤第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.10 乘积模块乘积模块 乘积模块(ProductBlock)支持两个标量的输入(非多维的Simulink信号)。注意，Simulink

27、软件提供Product模块，但如果在Simulink环境中使用Product模块，只能用于仿真而不能被SignalCompiler转化成VHDL。因此，如果在SignalCompiler工具栏使用Product模块，只能把它作为一个黑盒子处理，否则将报错。而这个黑盒子在一定条件下可以用LPM模块来代替。表13-10是此模块的参数表。图13-8是Product模块的应用实例。蘑崔漆朋钓什雌猜柄瑰综太浸啼贪琐澡薛浮或件稗岔神廷慈础厄肌贾朱洱第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-10乘积模块参数说明名称数值与选项说明Pipeline04取Pipeli

28、ne值作为延时UseLPMOn或Off这个参数的选择是用于综合的。当选“UseLPM”为“On”时，设计中的Product模块将映射为LPM_MULT，并从其库中调用和综合；如果选“Off”，VHDL综合器就使用负号操作符作Product模块UseDedicatedMultiplierCircuitryOn或Off若选择“On”，将使适配器对设计模块用Mercury或Stratix器件中专用硬件乘法器核来实现。如果目标器件不是上述系列，则此项选择被忽略圭毫掐钉逝例师毖抉邹补霄躯统虽酉校揽偶诲咬捂潜父朱斧型喳致呜蝴菌第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库

29、UseControlInputsOn或Off选“On”表示使用另加的控制输入信号，如时钟使能或复位等ClockPhaseSelectionUserDefined相 位 选 择 ， 只 有 当 “Number of PipelineLevels”的设置大于1时，才能有此选项。这里所选的相位值以一个二进制数来表达。二进制中的1表示在此相位中的模块被使能。此选项的功能示例可参考表13-5明盾慑枝乒选磨角拖刽碾肆此静赔悯天罐白确旬耪肾脉绷谚屯菱鬼牟倦捏第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图图13-8 Product模块的应用电路示例模块的应用电路示例哮汇朽堪

30、誉猜宫坛咨冻忆斗驹莱踩窑蛇香如戳锗渝扩卢纯扶煽哀违竟撼刺第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.11 其它算术模块其它算术模块 13.11.1 SOP TAP模块模块SOPTAP模块的功能是对24阶的乘积进行相加求和。这个模块的操作方程如下：若阶数选择为2，有q=c0din(n)+c1din(n1)若阶数选择为4，有q=c0din(n)+c1din(n1)+c2din(n2)+c3din(n3)储妥健品眷罕咽压臣冲果澜射兆匡崇侨绕掘溪晰祁拆箍釜饵趁拱热遮猖已第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 设计者可以使

31、用此模块建立24阶的FIR滤波器，也可以将SOPTAP模块级连起来构成更高阶的滤波器。表13-11是此模块的参数表。表13-11SOPTAP模块参数说明名称数值与选项说明InputNumberofBits251选择位数BusTypeSigned Integer, SignedFractionalUnsignedInteger选择用来作计数器的数据格式NumberofTaps2或4选择阶数绦乔讶佣摸趾孔闺蜜炯诗蚀匪销毡遍偿粗侯渺根毛葵危樊瞪烧掩雅改渗伎第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.11.2流水线加法器模块流水线加法器模块(Pipelined

32、AdderBlock)是一个加/减法器，表13-12是此模块的参数表。沾读绵呸嫡冲稍卸碎侮壁涤肝舔全痘莎冻先判韧绩毛谆驱笋兑焕曹叠诌保第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 表13-12流水线加法器模块参数说明名称数值与选项说明BusTypeSignedInteger,SignedFractionalUnsignedInteger选择用来作计数器的数据格式numberofbits.151选择小数点以左的二进制数位，包括符号位 . number ofbits051选择小数点以右的二进制数位。注意，这 项 选 择 只 有 在 选 了 “SignedFract

33、ional”后才存在Pipeline04确定流水线次数快惩口凉负吨讥博娜卉谰船宇疮徽霹粱肃毙喳派婶俱阿匹迷壳颧他日眉总第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 13.11.3 积分模块积分模块积分模块(IntegratorBlock)是一个有符号整数的积分器。此模块可用于DSP功能块，如CIC滤波器。表13-13给出了此模块的参数说明。图13-9是Integrator模块的应用示例图。表13-13积分模块参数说明名称数值与选项说明NumberofBits251确定位数投担九猖目滁说伟歇欠猖疲受拽月赂蔓冬渠什滋宝架刻肥纹替儒湿惧傀钞第13章算术库00002第13章算术库00002第第1313章章 算术库算术库 图图13-9 Integrator模块的应用示例模块的应用示例绎匿曹琼疗鹤中踏挂姨权陪旧挛声晓旷肺脆勒淫志茫席靠抿窜抨豁拒丢废第13章算术库00002第13章算术库00002