rtl: update accum design
This commit is contained in:
@ -5,8 +5,8 @@ module accumulator
|
|||||||
parameter DATA_WIDTH = 12,
|
parameter DATA_WIDTH = 12,
|
||||||
parameter ACCUM_WIDTH = 32,
|
parameter ACCUM_WIDTH = 32,
|
||||||
parameter N_MAX = 4096,
|
parameter N_MAX = 4096,
|
||||||
parameter WINDOW_SIZE = 4,
|
parameter WINDOW_SIZE = 4, //65
|
||||||
parameter PACKET_SIZE = 8,
|
parameter PACKET_SIZE = 8, //1024
|
||||||
parameter READ_BATCH_SIZE =(PACKET_SIZE*8)/(ACCUM_WIDTH)
|
parameter READ_BATCH_SIZE =(PACKET_SIZE*8)/(ACCUM_WIDTH)
|
||||||
)
|
)
|
||||||
(
|
(
|
||||||
@ -17,46 +17,38 @@ module accumulator
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|||||||
input start,
|
input start,
|
||||||
input [31:0] smp_num,
|
input [31:0] smp_num,
|
||||||
input [15:0] seq_num,
|
input [15:0] seq_num,
|
||||||
|
|
||||||
output [ACCUM_WIDTH-1:0] out_data,
|
output [ACCUM_WIDTH-1:0] out_data,
|
||||||
output out_valid,
|
output out_valid,
|
||||||
output readout_begin,
|
output readout_begin,
|
||||||
input batch_req,
|
input batch_req,
|
||||||
input finish
|
input finish
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
logic [31:0] smp_num_reg, cnt_smp_num;
|
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||||||
logic [15:0] seq_num_reg, cnt_seq_num;
|
|
||||||
logic [15:0] cnt_addr, addra, addrb;
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||||||
|
|
||||||
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] data;
|
logic [31:0] smp_num_reg, cnt_smp_num;
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||||||
logic valid_data;
|
logic [15:0] seq_num_reg, cnt_seq_num;
|
||||||
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] data_bram_in, data_bram_out;
|
logic [15:0] cnt_addr, addra, addrb;
|
||||||
logic wea, enb;
|
logic [1:0] delay_cnt;
|
||||||
|
logic enable;
|
||||||
logic readout_begin_reg;
|
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] data;
|
||||||
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] out_data_reg;
|
logic valid_data;
|
||||||
logic out_valid_reg;
|
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] data_bram_in, data_bram_out;
|
||||||
logic finish_reg, finish_buf;
|
logic wea, enb, start_reg;
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||||||
|
|
||||||
// registers for port b data request
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logic readout_begin_reg;
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||||||
reg req_data_b;
|
logic [ACCUM_WIDTH-1:0] out_data_reg;
|
||||||
reg [15:0] req_addr_b;
|
logic out_valid_reg;
|
||||||
|
logic read_batch, finish_reg, batch_req_reg, finish_buf;
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||||||
typedef enum logic [3:0] {
|
logic [31:0] cnt_readout;
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|
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||||||
|
typedef enum logic [2:0] {
|
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IDLE,
|
IDLE,
|
||||||
INIT_MEM,
|
INITIALIZE,
|
||||||
BEGIN_SEQ,
|
DELAY,
|
||||||
REQ_WORD_B,
|
|
||||||
ACCUM,
|
ACCUM,
|
||||||
READOUT_START,
|
READOUT
|
||||||
READOUT_AWAIT,
|
} state_t;
|
||||||
READOUT_DELAY,
|
state_t state;
|
||||||
READOUT_PUT,
|
|
||||||
READOUT_LAST,
|
|
||||||
FINISH
|
|
||||||
} wr_state_t;
|
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||||||
(* MARK_DEBUG="true" *) wr_state_t wr_state;
|
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||||||
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||||||
always @(posedge clk_in) begin
|
always @(posedge clk_in) begin
|
||||||
if (rst) begin
|
if (rst) begin
|
||||||
@ -65,150 +57,162 @@ module accumulator
|
|||||||
seq_num_reg <= '0;
|
seq_num_reg <= '0;
|
||||||
cnt_seq_num <= '0;
|
cnt_seq_num <= '0;
|
||||||
cnt_addr <= '0;
|
cnt_addr <= '0;
|
||||||
|
enable <= 0;
|
||||||
wea <= 0;
|
wea <= 0;
|
||||||
enb <= 0;
|
enb <= 0;
|
||||||
wr_state <= IDLE;
|
delay_cnt <= '0;
|
||||||
|
state <= IDLE;
|
||||||
|
read_batch <= 0;
|
||||||
|
cnt_readout <= '0;
|
||||||
finish_reg <= 0;
|
finish_reg <= 0;
|
||||||
out_valid_reg <= 0;
|
out_valid_reg <= 0;
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
|
batch_req_reg <= batch_req;
|
||||||
finish_buf <= finish;
|
finish_buf <= finish;
|
||||||
|
start_reg <= start;
|
||||||
// FSM
|
case(state)
|
||||||
case(wr_state)
|
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||||||
|
|
||||||
IDLE: begin
|
IDLE: begin
|
||||||
// wait for start signal
|
|
||||||
wea <= 0;
|
|
||||||
enb <= 0;
|
|
||||||
readout_begin_reg <= 0;
|
|
||||||
finish_reg <= 0;
|
|
||||||
out_valid_reg <= 0;
|
|
||||||
if (start) begin
|
|
||||||
smp_num_reg <= smp_num;
|
|
||||||
seq_num_reg <= seq_num;
|
|
||||||
wr_state <= INIT_MEM;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
end
|
|
||||||
INIT_MEM: begin
|
|
||||||
// first run to initialize memory with first batch of values
|
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||||||
wea <= 0;
|
|
||||||
if (valid_data) begin
|
|
||||||
data_bram_in <= data;
|
|
||||||
addra <= cnt_addr;
|
|
||||||
wea <= 1;
|
|
||||||
cnt_addr <= cnt_addr + 1;
|
|
||||||
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
|
||||||
|
|
||||||
end
|
|
||||||
if (cnt_smp_num >= smp_num_reg) begin
|
|
||||||
wr_state <= BEGIN_SEQ;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
end
|
|
||||||
BEGIN_SEQ: begin
|
|
||||||
// start new acc seq
|
|
||||||
wea <= 0;
|
|
||||||
enb <= 0;
|
|
||||||
if (cnt_seq_num == seq_num_reg - 1) begin
|
|
||||||
cnt_seq_num <= '0;
|
|
||||||
cnt_smp_num <= '0;
|
|
||||||
cnt_addr <= '0;
|
|
||||||
wr_state <= READOUT_START;
|
|
||||||
addrb <= '0;
|
|
||||||
enb <= 0;
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
// beginning of new data sequence
|
|
||||||
cnt_seq_num <= cnt_seq_num + 1;
|
|
||||||
cnt_smp_num <= '0;
|
|
||||||
cnt_addr <= '0;
|
|
||||||
wea <= 0;
|
wea <= 0;
|
||||||
addrb <= 0;
|
|
||||||
wr_state <= REQ_WORD_B;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
REQ_WORD_B: begin
|
|
||||||
// pre-request data for port b
|
|
||||||
wea <= 0;
|
|
||||||
enb <= 1;
|
|
||||||
addrb <= cnt_addr;
|
|
||||||
wr_state <= ACCUM;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
ACCUM: begin
|
|
||||||
// sum mem+input
|
|
||||||
enb <= 0;
|
|
||||||
if (valid_data) begin
|
|
||||||
addra <= cnt_addr;
|
|
||||||
wea <= 1;
|
|
||||||
data_bram_in <= data + data_bram_out;
|
|
||||||
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
|
||||||
if (cnt_smp_num + WINDOW_SIZE >= smp_num_reg) begin
|
|
||||||
wr_state <= BEGIN_SEQ;
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
cnt_addr <= cnt_addr + 1;
|
|
||||||
wr_state <= REQ_WORD_B;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
READOUT_START: begin
|
|
||||||
readout_begin_reg <= 1'b1;
|
|
||||||
wr_state <= READOUT_AWAIT;
|
|
||||||
addrb <= 0;
|
|
||||||
enb <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
READOUT_AWAIT: begin
|
|
||||||
// req await + delay for every-clock readout.
|
|
||||||
if (batch_req) begin
|
|
||||||
enb <= 1;
|
|
||||||
wr_state <= READOUT_DELAY;
|
|
||||||
end else if (finish_buf) begin
|
|
||||||
wr_state <= FINISH;
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
enb <= 0;
|
enb <= 0;
|
||||||
|
read_batch <= 0;
|
||||||
|
cnt_readout <= '0;
|
||||||
|
readout_begin_reg <= 0;
|
||||||
|
finish_reg <= 0;
|
||||||
out_valid_reg <= 0;
|
out_valid_reg <= 0;
|
||||||
end
|
if (start_reg) begin
|
||||||
end
|
enable <= 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (enable) begin
|
||||||
|
smp_num_reg <= smp_num;
|
||||||
|
seq_num_reg <= seq_num;
|
||||||
|
state <= INITIALIZE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
READOUT_DELAY: begin
|
end
|
||||||
// wait for mem latency
|
INITIALIZE: begin
|
||||||
addrb <= addrb + 1;
|
if (enable) begin
|
||||||
wr_state <= READOUT_PUT;
|
if ( cnt_seq_num == 0) begin
|
||||||
end
|
wea <= 0;
|
||||||
|
if (valid_data) begin
|
||||||
|
data_bram_in <= data;
|
||||||
|
addra <= cnt_addr;
|
||||||
|
wea <= 1;
|
||||||
|
if (cnt_smp_num + WINDOW_SIZE >= smp_num_reg) begin
|
||||||
|
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
cnt_addr <= cnt_addr+1;
|
||||||
|
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (cnt_smp_num >= smp_num_reg) begin
|
||||||
|
cnt_seq_num <= cnt_seq_num + 1;
|
||||||
|
cnt_smp_num <= '0;
|
||||||
|
cnt_addr <= '0;
|
||||||
|
wea <= 0;
|
||||||
|
|
||||||
READOUT_PUT: begin
|
addrb <= 0;
|
||||||
// main data output
|
enb <= 1;
|
||||||
if (addrb == READ_BATCH_SIZE) begin
|
state <= DELAY;
|
||||||
wr_state <= READOUT_LAST;
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else begin
|
||||||
|
state <= DELAY;
|
||||||
|
addrb <= cnt_addr;
|
||||||
|
enb <= 1;
|
||||||
|
wea <= 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
state <= IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
DELAY: begin
|
||||||
enb <= 0;
|
enb <= 0;
|
||||||
end
|
if (delay_cnt == 0) begin
|
||||||
addrb <= addrb + 1;
|
delay_cnt <= 1;
|
||||||
out_valid_reg <= 1;
|
end else if (delay_cnt == 1) begin
|
||||||
out_data_reg <= data_bram_out;
|
delay_cnt <= 0;
|
||||||
end
|
if (readout_begin_reg) begin
|
||||||
|
state <= READOUT;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
state <= ACCUM;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
ACCUM: begin
|
||||||
|
if (enable) begin
|
||||||
|
if (valid_data) begin
|
||||||
|
addra <= cnt_addr;
|
||||||
|
wea <= 1;
|
||||||
|
data_bram_in <= data + data_bram_out;
|
||||||
|
if (cnt_smp_num + WINDOW_SIZE >= smp_num_reg) begin
|
||||||
|
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
cnt_smp_num <= cnt_smp_num + WINDOW_SIZE;
|
||||||
|
cnt_addr <= cnt_addr + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
READOUT_LAST: begin
|
if (cnt_smp_num + WINDOW_SIZE >= smp_num_reg) begin
|
||||||
// last word of packet
|
if (cnt_seq_num == seq_num_reg - 1) begin
|
||||||
out_valid_reg <= 0;
|
readout_begin_reg <= 1;
|
||||||
out_data_reg <= data_bram_out;
|
cnt_seq_num <= '0;
|
||||||
wr_state <= FINISH;
|
cnt_smp_num <= '0;
|
||||||
end
|
cnt_addr <= '0;
|
||||||
|
state <= DELAY;
|
||||||
FINISH: begin
|
addrb <= '0;
|
||||||
out_valid_reg <= 0;
|
enb <= 0;
|
||||||
enb <= 0;
|
end else begin
|
||||||
wr_state <= IDLE;
|
cnt_seq_num <= cnt_seq_num + 1;
|
||||||
end
|
cnt_smp_num <= 0;
|
||||||
|
addrb <= 0;
|
||||||
default: wr_state <= IDLE;
|
cnt_addr <= 0;
|
||||||
|
state <= INITIALIZE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else if (valid_data) begin
|
||||||
|
state <= INITIALIZE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
state <= IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
READOUT: begin
|
||||||
|
enable <= 0;
|
||||||
|
wea <= 0;
|
||||||
|
if (finish_buf) begin
|
||||||
|
read_batch <= 0;
|
||||||
|
enb <= 0;
|
||||||
|
out_valid_reg <= 0;
|
||||||
|
cnt_readout <= 0;
|
||||||
|
addrb <= 0;
|
||||||
|
state <= IDLE;
|
||||||
|
readout_begin_reg <= 0;
|
||||||
|
end else if ( batch_req_reg ) begin
|
||||||
|
read_batch <= 1;
|
||||||
|
enb <= 1;
|
||||||
|
// addrb <= 0;
|
||||||
|
cnt_readout <= 0;
|
||||||
|
out_valid_reg <= 0;
|
||||||
|
end else if ( read_batch) begin
|
||||||
|
out_valid_reg <= 1;
|
||||||
|
// out_data_reg <= data_bram_out;
|
||||||
|
cnt_readout <= cnt_readout + 1;
|
||||||
|
if (cnt_readout < READ_BATCH_SIZE) begin
|
||||||
|
addrb <= addrb + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (cnt_readout == READ_BATCH_SIZE) begin
|
||||||
|
read_batch <= 0;
|
||||||
|
enb <= 0;
|
||||||
|
out_valid_reg <= 0;
|
||||||
|
cnt_readout <= 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: state <= IDLE;
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
adder
|
||||||
adder
|
|
||||||
#(
|
#(
|
||||||
.DATA_WIDTH(DATA_WIDTH),
|
.DATA_WIDTH(DATA_WIDTH),
|
||||||
.WINDOW_SIZE(WINDOW_SIZE),
|
.WINDOW_SIZE(WINDOW_SIZE),
|
||||||
@ -222,8 +226,8 @@ module accumulator
|
|||||||
.sum_data(data),
|
.sum_data(data),
|
||||||
.sum_valid(valid_data)
|
.sum_valid(valid_data)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
xpm_memory_sdpram #(
|
xpm_memory_sdpram #(
|
||||||
.ADDR_WIDTH_A(16), // DECIMAL
|
.ADDR_WIDTH_A(16), // DECIMAL
|
||||||
.ADDR_WIDTH_B(16), // DECIMAL
|
.ADDR_WIDTH_B(16), // DECIMAL
|
||||||
.AUTO_SLEEP_TIME(0), // DECIMAL
|
.AUTO_SLEEP_TIME(0), // DECIMAL
|
||||||
@ -248,25 +252,25 @@ module accumulator
|
|||||||
.USE_MEM_INIT_MMI(0), // DECIMAL
|
.USE_MEM_INIT_MMI(0), // DECIMAL
|
||||||
.WAKEUP_TIME("disable_sleep"), // String
|
.WAKEUP_TIME("disable_sleep"), // String
|
||||||
.WRITE_DATA_WIDTH_A(ACCUM_WIDTH), // DECIMAL
|
.WRITE_DATA_WIDTH_A(ACCUM_WIDTH), // DECIMAL
|
||||||
.WRITE_MODE_B("no_change"), // String
|
.WRITE_MODE_B("read_first"), // String no_change
|
||||||
.WRITE_PROTECT(1) // DECIMAL
|
.WRITE_PROTECT(1) // DECIMAL
|
||||||
)
|
)
|
||||||
xpm_memory_sdpram_inst (
|
xpm_memory_sdpram_inst (
|
||||||
|
|
||||||
.doutb(data_bram_out),
|
.doutb(data_bram_out),
|
||||||
|
|
||||||
.addra(addra),
|
.addra(addra),
|
||||||
.addrb(addrb),
|
.addrb(addrb),
|
||||||
.clka(clk_in),
|
.clka(clk_in),
|
||||||
.clkb(clk_in),
|
.clkb(clk_in),
|
||||||
.dina(data_bram_in),
|
.dina(data_bram_in),
|
||||||
.ena(1'b1),
|
.ena(1'b1),
|
||||||
.enb(enb),
|
.enb(enb),
|
||||||
.wea(wea)
|
.wea(wea)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
assign readout_begin = readout_begin_reg;
|
assign readout_begin = readout_begin_reg;
|
||||||
assign out_data = out_data_reg;
|
assign out_data = data_bram_out;
|
||||||
assign out_valid = out_valid_reg;
|
assign out_valid = out_valid_reg;
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|||||||
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