SOC_lab3

題目：SOC_FIR-AXI 最後更新 : 2023.10.22

作者：王語

聲明：本專案接受任何理性評論與建議

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簡介

小型練手專案，設計 FIR 計算單元，並通過 AXI-Lite 以及 AXI-stream 維護資料傳輸。 使用 vivado 合成並實現於 pynq-z2

Table of files

• Code - 本專案原始程式碼

  內含一個README.md說明如何運行程式

• Simulation_logs - 模擬結果與說明

• Waveform - 波形圖

• GitHubLink.txt - 本專案連結

• LICENSE - MIT LICENSE

• RTL_Viewer(schematic).pdf - 在vivado環境下合成出來的電路圖

• fir_utilization_synth.rpt - 在pynq-z2中使用的資源統計

• report.pdf - 完整的報告

• timing_report.txt - 時序分析

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Intro

設計一個FIR運算IP，並使用 axi 維護資料傳輸

• FIR $$Y[n] = \sum{(a[n-11]*X[n])}$$

  n ∈ [0,599]

  • data_length = 600

  • Data_Width = 32

  • Tape_Num = 11

• Hand Shake

  • AXI-Lite
  • AXI-Stream

FIR 運作機制

0. 初始狀態為IDEL，指允許AXI-Lite傳輸。
1. 接收11筆tap，同時在內部reset data RAM
2. 接收length
3. 接收ap_start，進入WORK狀態，允許AXI_Lite與AXI-Stream傳輸
4. 接收x[n]並運算，再將y[n]輸出，接收資料、運算、傳出資料是平行任務 當counter=length時輸出y[n]會附帶tlast信號
5. 結束運算ap_done = 1，等待該資訊傳遞成功
6. ap_done 復位，發self_reset_n，將系統回復初始狀態，此self_reset_n不會重置data RAM以及tap RAM中的資料。

TestBench 驗證概述

0. 透過axis_reset_n重置DUT
1. 透過axi-lite(R)確認ap_idle = 1
2. 傳輸length、11筆tap資訊
3. 驗證tap資訊
4. 傳輸ap_start資訊
5. 準備傳輸x[n]與接收y[n]
6. 比對golden_test
7. 準備接收ap_done
8. 準備接收ap_idle
9. 比對ap_signals
10. 重複步驟1~9兩次

Waveform

僅概要說明設計，詳見 report.pdf

1. FIR運算過程

   

2. FIR運作過程RAM Addr變化 （時間軸同上圖）

   

3. AXI-Lite 讀取（AR/R Chennel）

   

4. AXI-Lite 寫入 (AW/W Chennel)

   

5. FIR狀態切換

   -IDLE -> WORK

   

   -WORK -> IDLE (在ap_done被順利接收後返回初始狀態)