FPGA除法运算与AXI总线接口解析

本文主要介绍了如何理解和在FPGA中实现除法运算，同时涉及了AXI总线的基础知识。在FPGA中，由于硬件逻辑的限制，直接进行除法运算比软件运算更为复杂，通常需要借助IP核来完成。文章以VIVADO 2016.4开发环境中的dividergen IP核为例，该核采用了AXI总线接口，不支持naive接口。 在Verilog HDL编程中，由于默认数据类型是无符号数，所以在处理有符号数的除法运算时，必须使用`signed`关键字声明。FPGA内部会对有符号数进行二进制补码运算，并返回补码结果。dividergen IP核的配置界面包含三个关键设置：算法实现结构、操作数位宽和flowcontrol模式。 1. **算法实现结构**：LUTMult适合小位宽操作数，优化了对DSP slice和BRAM的使用；Radic-2适用于不超过16位的操作数，它更侧重于使用寄存器和LUT，减少对专用硬件的依赖；而HighRadix则能处理大位宽操作数，利用专门的硬件资源。 2. **位宽**：确保操作数位宽足够进行正确计算，注意符号位的扩展。 3. **flowcontrol模式**：与AXI总线的接口和协议有关，包括数据传输状态、用户信息、最后数据标志和握手信号等。 AXI（Advanced eXtensible Interface）总线是一种广泛用于FPGA的高性能接口标准，它定义了多种类型的通道，如读写通道，每个通道都有其特定的信号，如tdata（数据）、tuser（附加信息）、tlast（最后一个数据标志）和tvalid/tready（数据传输的手动握手信号）。 调用AXI总线IP核并理解其配置对于简化FPGA设计至关重要。在实际应用中，开发者需要根据设计需求选择合适的算法结构，配置正确的数据宽度，并理解如何使用AXI接口进行数据传输，以确保高效的除法运算并有效利用FPGA资源。