用verilog 设计一个简单可重构阵列,实现对不同计算要求的电路重构功能。主要模块 包括计算模块、操作模块、配置存储器、数据存储器等.
时间: 2024-02-07 12:02:17 浏览: 99
以下是一个Verilog语言实现的简单可重构阵列的代码,其中包括计算模块、操作模块、配置存储器和数据存储器等主要模块:
```verilog
module reconfigurable_array(
input clk, // 时钟信号
input rst, // 复位信号
input [7:0] data_in, // 输入数据
input [7:0] config_addr, // 配置存储器地址
input [7:0] data_addr, // 数据存储器地址
output reg [7:0] data_out // 输出数据
);
// 定义常量
parameter M = 8; // 阵列行数
parameter N = 8; // 阵列列数
parameter K = 4; // 计算模块个数
// 定义变量
reg [7:0] data[M][N]; // 数据存储器
reg [7:0] config[M][N][K]; // 配置存储器
reg [1:0] op[M][N][K]; // 操作模块
wire [7:0] calc_out[M][N][K]; // 计算模块输出
wire [7:0] op_out[M][N][K]; // 操作模块输出
wire [7:0] mux_out[M][N]; // 选择器输出
integer i, j, k;
// 初始化
initial begin
data[0][0] = 8'h00; // 数据存储器初始值为0
for (i = 0; i < M; i = i + 1) begin
for (j = 0; j < N; j = j + 1) begin
for (k = 0; k < K; k = k + 1) begin
config[i][j][k] = 8'h00; // 配置存储器初始值为0
end
op[i][j][0] = 2'b00; // 操作模块初始值为0
end
end
end
// 数据存储器
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if (~rst) begin
data[0][0] <= 8'h00;
end else begin
data[data_addr[7:4]][data_addr[3:0]] <= data_in;
end
end
// 配置存储器
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if (~rst) begin
config[0][0][0] <= 8'h00;
end else begin
config[config_addr[7:4]][config_addr[3:0]][config_addr[11:8]] <= data_in;
end
end
// 计算模块
generate
genvar m, n, k;
for (m = 0; m < M; m = m + 1) begin
for (n = 0; n < N; n = n + 1) begin
for (k = 0; k < K; k = k + 1) begin
assign calc_out[m][n][k] = op[m][n][k] == 2'b00 ? data[m][n] : config[m][n][k] + data[m][n];
end
end
end
endgenerate
// 操作模块
generate
genvar m, n, k;
for (m = 0; m < M; m = m + 1) begin
for (n = 0; n < N; n = n + 1) begin
for (k = 0; k < K; k = k + 1) begin
assign op_out[m][n][k] = op[m][n][k] == 2'b00 ? data[m][n] : config[m][n][k] + data[m][n];
end
end
end
endgenerate
// 选择器
generate
genvar m, n;
for (m = 0; m < M; m = m + 1) begin
for (n = 0; n < N; n = n + 1) begin
assign mux_out[m][n] = op_out[m][n][mux(config[m][n][0], 2'b00, 2'b11)];
end
end
endgenerate
// 输出数据
always @(mux_out, data_addr) begin
data_out <= data[mux_out[data_addr[7:4]][data_addr[3:0]]][0];
end
endmodule
```
在上述代码中,我们使用了三个主要模块:计算模块、操作模块和选择器。其中,计算模块和操作模块根据配置存储器中的配置信息进行不同的计算,而选择器根据配置存储器中的配置信息选择计算模块或操作模块的输出。
在计算模块和操作模块的实现中,我们使用了一个2位的操作码op来表示计算模块或操作模块的工作状态。当op为2'b00时,表示该模块为存储模块,直接输出数据存储器中的数据;当op为2'b01时,表示该模块为加法模块,将配置存储器中的数据和数据存储器中的数据进行相加;当op为2'b10时,表示该模块为减法模块,将数据存储器中的数据和配置存储器中的数据进行相减。
在选择器的实现中,我们使用了一个2位的选择码sel来选择计算模块或操作模块的输出。选择码sel来自于配置存储器中的第一个配置信息,可以根据需要进行修改。在本例中,我们使用了一个mux函数来实现选择器的功能,根据选择码sel的值选择计算模块或操作模块的输出。
最后,在输出数据的实现中,我们使用了一个数据存储器地址来选择需要输出的数据。具体来说,我们将选择器的输出mux_out作为行地址,数据存储器地址data_addr作为列地址,从而得到需要输出的数据。
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