| Line 1... |
Line 1... |
`timescale 1 ns/ 1 ns
|
`timescale 1 ns/ 1 ns
|
module FIR_cascaded_tb
|
module FIR_cascaded_tb
|
#(
|
#(
|
// uncomment selected test
|
// uncomment selected test
|
//`define test_saw // test with I -4, -3, ..., 4, 5 ; and Q 1, 2, ..., 9, 10, 10 complex samples of ping total
|
`define test_saw // test with I -4, -3, ..., 4, 5 ; and Q 1, 2, ..., 9, 10, 10 complex samples of ping total
|
//`define test_tone // tone pulse
|
//`define test_tone // tone pulse
|
//`define test_rect // rectangle pulse
|
//`define test_rect // rectangle pulse
|
//`define test_delta // test with delta-function
|
//`define test_delta // test with delta-function
|
//`define test_chirp // test with chirp. It is long test, pulse response length is 2048
|
//`define test_chirp // test with chirp. It is long test, pulse response length is 2048
|
`define test_chirp_short
|
//`define test_chirp_short
|
|
|
`ifdef test_saw
|
`ifdef test_saw
|
//Test short signal
|
//Test short signal
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 4, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 4, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
| Line 22... |
Line 23... |
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18, // number of frame counter
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18, // number of frame counter
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 10, // ping length
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 10, // ping length
|
parameter FRAME_PERIOD = 100, // frame period
|
parameter FRAME_PERIOD = 100, // frame period
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 16, // |output|^2 word width
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 16, // |output|^2 word width
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 4, // offset of |output|^2 word, OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH bits from OUT_SAMP_A_SQ_OFFS writes to output
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 4, // offset of |output|^2 word, OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH bits from OUT_SAMP_A_SQ_OFFS writes to output
|
parameter INP_FILE = "inp_signal_saw_s_IQ.txt", // input signal samples file
|
parameter INP_FILE = "IQ_saw_signal.txt", // input signal samples file
|
parameter PING_FILE = "ping_signal_saw_s_IQ.txt", // ping samples file
|
parameter PING_FILE = "IQ_saw_ping.txt", // ping samples file
|
parameter SIM_DURATION = 100000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 100000 // simulation duration after reset duration
|
// input file example with -4,-3... in I and 1, 2, 3 in Q:
|
// input file example with -4,-3... in I and 1, 2, 3 in Q:
|
// fffc
|
// fffc
|
// 0001
|
// 0001
|
// fffd
|
// fffd
|
| Line 35... |
Line 36... |
// fffe
|
// fffe
|
// 0003
|
// 0003
|
`endif
|
`endif
|
|
|
`ifdef test_tone
|
`ifdef test_tone
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 7, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 7, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
| Line 55... |
Line 57... |
parameter SIM_DURATION = 5000000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 5000000 // simulation duration after reset duration
|
`endif
|
`endif
|
|
|
`ifdef test_rect
|
`ifdef test_rect
|
//Test short signal
|
//Test short signal
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // imput samples width
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 7, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 7, // address width of pulse response characteristic samples
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //address width of block
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14, // address width of counter of samples in frame
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18, // output samples width
|
| Line 75... |
Line 78... |
parameter SIM_DURATION = 4000000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 4000000 // simulation duration after reset duration
|
`endif
|
`endif
|
|
|
`ifdef test_delta
|
`ifdef test_delta
|
//Test delta function
|
//Test delta function
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 4,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 4,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 14,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
| Line 88... |
Line 92... |
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 1,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 1,
|
parameter FRAME_PERIOD = 50,
|
parameter FRAME_PERIOD = 50,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 16,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 16,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 4,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 4,
|
parameter INP_FILE = "inp_signal_delta_IQ.txt",
|
parameter INP_FILE = "IQ_delta_signal.txt",
|
parameter PING_FILE = "ping_delta_IQ.txt",
|
parameter PING_FILE = "IQ_delta_ping.txt",
|
parameter SIM_DURATION = 1000000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 1000000 // simulation duration after reset duration
|
`endif
|
`endif
|
/*
|
|
`ifdef test_chirp_short
|
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14, // разрядность входных отсчётов
|
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 6, // разрядность длительности зондирующего импульса, длительность в отсчётах
|
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 18, // разрядность длительности дальности, длительность в отсчётах
|
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 3, //разрядность шины адреса ячейки вычисления свёртки
|
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 28, // разрядность выходных отсчётов
|
|
parameter CLK_TO_SAMP_ADDR_WIDTH = 12, // разрядность счётчика inp_samp в тактах clk
|
|
parameter CLK_TO_SAMP_RATIO = 100, // коэффициент деления clk -> inp_clk
|
|
parameter SIM_FRAME_ADDR_COUNTER_WIDTH = 18, // разрядность счётчика отсчётов для симуляции
|
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18, // разрядность счётчика отсчётов для симуляции
|
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 10, // длина зондирующего импульса, в отсчётах
|
|
parameter FRAME_PERIOD = 8000, // период фреймов, в отсчётах
|
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 16, // разрядность суммы квадратов выходных отсчётов
|
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 4, // смещение разрядов суммы квадратов выходных отсчётов
|
|
//parameter INP_FILE = "inp_signal_saw_s_IQ.txt"
|
|
//parameter PING_FILE = "ping_signal_saw_s_IQ.txt"
|
|
parameter INP_FILE = "inp_signal_chirp_2.txt",
|
|
parameter PING_FILE = "ping_chirp.txt"
|
|
`endif
|
|
*/
|
|
`ifdef test_chirp_short
|
`ifdef test_chirp_short
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 9,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 6,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 18,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 18,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 6,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 5,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
parameter CLK_TO_SAMP_ADDR_WIDTH = 11,
|
parameter CLK_TO_SAMP_ADDR_WIDTH = 11,
|
parameter CLK_TO_SAMP_RATIO = 500,
|
parameter CLK_TO_SAMP_RATIO = 500,
|
parameter SIM_FRAME_ADDR_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter SIM_FRAME_ADDR_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 50,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 50,
|
parameter FRAME_PERIOD = 8000,
|
parameter FRAME_PERIOD = 1000,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 20,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 20,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 18,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 18,
|
parameter INP_FILE = "inp_signal_chirp_2.txt",
|
parameter INP_FILE = "IQ_chirp_signal.txt",
|
parameter PING_FILE = "ping_chirp.txt",
|
parameter PING_FILE = "IQ_chirp_ping.txt",
|
parameter SIM_DURATION = 8000000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 16000000 // simulation duration after reset duration
|
`endif
|
`endif
|
`ifdef test_chirp
|
`ifdef test_chirp
|
|
parameter PING_FROM_INPUT_SIGNAL = 1,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter INP_SAMP_WIDTH = 14,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 11,
|
parameter PING_ADDR_WIDTH = 11,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 18,
|
parameter FRAME_ADDR_WIDTH = 18,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 10,
|
parameter CONV_MEM_BLOCK_ADDR_WIDTH = 10,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
parameter OUT_SAMP_WIDTH = 18,
|
| Line 145... |
Line 130... |
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter SIM_FRAME_COUNTER_WIDTH = 18,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 50,
|
parameter PARAM_INP_PING_LENGTH = 50,
|
parameter FRAME_PERIOD = 8000,
|
parameter FRAME_PERIOD = 8000,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 20,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH = 20,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 16,
|
parameter OUT_SAMP_A_SQ_OFFS = 16,
|
parameter INP_FILE = "inp_signal_chirp_2.txt",
|
parameter INP_FILE = "IQ_chirp_signal.txt",
|
parameter PING_FILE = "ping_chirp.txt",
|
parameter PING_FILE = "IQ_chirp_ping.txt",
|
parameter SIM_DURATION = 24000000 // simulation duration after reset duration
|
parameter SIM_DURATION = 24000000 // simulation duration after reset duration
|
`endif
|
`endif
|
);
|
);
|
reg clk; // тактовая частота
|
reg clk; // тактовая частота
|
reg reset; // сброс
|
reg reset; // сброс
|
| Line 169... |
Line 154... |
//reg signed [INP_SAMP_WIDTH - 1:0] IOB_ping_RAM_D_Q; // RAM зондирующего импульса, data Im
|
//reg signed [INP_SAMP_WIDTH - 1:0] IOB_ping_RAM_D_Q; // RAM зондирующего импульса, data Im
|
reg signed [PING_ADDR_WIDTH - 1:0] IOB_ping_RAM_A; // RAM зондирующего импульса, address
|
reg signed [PING_ADDR_WIDTH - 1:0] IOB_ping_RAM_A; // RAM зондирующего импульса, address
|
reg IOB_ping_RAM_IQ; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
reg IOB_ping_RAM_IQ; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
reg IOB_ping_RAM_WR; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
reg IOB_ping_RAM_WR; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
reg IOB_ping_RAM_RD; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
reg IOB_ping_RAM_RD; // RAM зондирующего импульса, write enable
|
|
reg IOB_ping_RAM_load_ready;
|
wire [OUT_SAMP_WIDTH - 1:0] out_samp_I; // выходные отсчёты, результат обработки
|
wire [OUT_SAMP_WIDTH - 1:0] out_samp_I; // выходные отсчёты, результат обработки
|
wire [OUT_SAMP_WIDTH - 1:0] out_samp_Q; // выходные отсчёты, результат обработки
|
wire [OUT_SAMP_WIDTH - 1:0] out_samp_Q; // выходные отсчёты, результат обработки
|
wire signed [OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH - 1:0] out_samp_A_sq; // сумма квадратов выходных отсчётов, для отладки
|
wire signed [OUT_SAMP_A_SQ_WIDTH - 1:0] out_samp_A_sq; // сумма квадратов выходных отсчётов, для отладки
|
wire out_samp_strobe; // стробы выходных отсчётов
|
wire out_samp_strobe; // стробы выходных отсчётов
|
wire out_frame_strobe; // стробы периода зондирования
|
wire out_frame_strobe; // стробы периода зондирования
|
| Line 217... |
Line 203... |
.out_frame_strobe (out_frame_strobe)
|
.out_frame_strobe (out_frame_strobe)
|
);
|
);
|
|
|
initial begin
|
initial begin
|
$dumpfile("test.vcd");
|
$dumpfile("test.vcd");
|
$dumpvars(1, FIR_cascaded_DUT,
|
$dumpvars(1, FIR_cascaded_tb, FIR_cascaded_DUT,
|
FIR_cascaded_DUT.out_samp_Q_reg,
|
FIR_cascaded_DUT.out_samp_Q_reg,
|
FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[0], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[0], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[0]
|
FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[0], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[0], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[0]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[1], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[1], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[1]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[1], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[1], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[1]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[2], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[2], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[2]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[2], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[2], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[2]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[3], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[3], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[3]
|
//,FIR_cascaded_DUT.multiplier_ping_Q[3], FIR_cascaded_DUT.out_samp_acc_Q[3], FIR_cascaded_DUT.multiplier_echo_Q[3]
|
|
,FIR_cascaded_DUT.ping_RAM_W_I[0]
|
|
//,FIR_cascaded_DUT.ping_RAM_A
|
|
,FIR_cascaded_DUT.ping_RAM_D_I[0]
|
);
|
);
|
clk = 0;
|
clk = 0;
|
reset = 0;
|
reset = 0;
|
inp_clk = 0;
|
inp_clk = 0;
|
inp_ping_start = 0;
|
inp_ping_start = 0;
|
clk_to_samp_counter = 0;
|
clk_to_samp_counter = 0;
|
frame_addr_counter = 0;
|
frame_addr_counter = 0;
|
frame_counter = 0;
|
frame_counter = 0;
|
inp_ping_length = PARAM_INP_PING_LENGTH;
|
inp_ping_length = PARAM_INP_PING_LENGTH;
|
IOB_ping_from_Rx = 1;
|
IOB_ping_from_Rx = PING_FROM_INPUT_SIGNAL;
|
|
IOB_ping_RAM_load_ready = 0;
|
IOB_ping_RAM_CS = 1;
|
IOB_ping_RAM_CS = 1;
|
IOB_ping_RAM_D_reg = {INP_SAMP_WIDTH{1'bZ}};
|
IOB_ping_RAM_D_reg = {INP_SAMP_WIDTH{1'bZ}};
|
IOB_ping_RAM_IQ = 0;
|
IOB_ping_RAM_IQ = 0;
|
IOB_ping_RAM_A = 0;
|
IOB_ping_RAM_A = 0;
|
IOB_ping_RAM_WR = 1;
|
IOB_ping_RAM_WR = 1;
|
| Line 256... |
Line 246... |
|
|
always
|
always
|
#10 clk = !clk;
|
#10 clk = !clk;
|
always@(negedge clk)
|
always@(negedge clk)
|
begin
|
begin
|
|
if (IOB_ping_RAM_load_ready == 1) begin
|
if (clk_to_samp_counter == CLK_TO_SAMP_RATIO - 1) begin // generate sample
|
if (clk_to_samp_counter == CLK_TO_SAMP_RATIO - 1) begin // generate sample
|
clk_to_samp_counter <= 0;
|
clk_to_samp_counter <= 0;
|
inp_clk <= 1;
|
inp_clk <= 1;
|
inp_samp_I <= inp_signal_file[(frame_addr_counter)*2];
|
inp_samp_I <= inp_signal_file[(frame_addr_counter)*2];
|
inp_samp_Q <= inp_signal_file[(frame_addr_counter)*2 + 1];
|
inp_samp_Q <= inp_signal_file[(frame_addr_counter)*2 + 1];
|
| Line 277... |
Line 268... |
clk_to_samp_counter <= clk_to_samp_counter + 1;
|
clk_to_samp_counter <= clk_to_samp_counter + 1;
|
end
|
end
|
if (clk_to_samp_counter == 0) begin
|
if (clk_to_samp_counter == 0) begin
|
end else if (clk_to_samp_counter == CLK_TO_SAMP_RATIO / 2) begin
|
end else if (clk_to_samp_counter == CLK_TO_SAMP_RATIO / 2) begin
|
end
|
end
|
|
end else begin
|
|
frame_addr_counter <= 0;
|
|
end
|
end
|
end
|
|
|
assign IOB_ping_RAM_D = IOB_ping_RAM_WR ? IOB_ping_RAM_D_reg : {INP_SAMP_WIDTH{1'bZ}};
|
assign IOB_ping_RAM_D = IOB_ping_RAM_WR ? IOB_ping_RAM_D_reg : {INP_SAMP_WIDTH{1'bZ}};
|
|
|
always @ (negedge clk) begin
|
always @ (negedge clk) begin
|
if (reset) begin
|
if (reset) begin
|
cpu_io_counter <= 0;
|
cpu_io_counter <= 0;
|
end else begin
|
end else begin
|
if (cpu_io_counter <= (PING_ADDR_WIDTH**2) * 2) begin
|
if (cpu_io_counter <= (2**PING_ADDR_WIDTH) * 2) begin
|
cpu_io_counter <= cpu_io_counter + 1;
|
cpu_io_counter <= cpu_io_counter + 1;
|
end
|
end
|
if (cpu_io_counter < (PING_ADDR_WIDTH**2) * 2) begin
|
if (cpu_io_counter < (2**PING_ADDR_WIDTH) * 2) begin
|
IOB_ping_RAM_CS = 1;
|
IOB_ping_RAM_CS = 1;
|
IOB_ping_RAM_D_reg = ping_file[cpu_io_counter];
|
IOB_ping_RAM_D_reg = ping_file[cpu_io_counter];
|
IOB_ping_RAM_IQ = cpu_io_counter[0];
|
IOB_ping_RAM_IQ = cpu_io_counter[0];
|
IOB_ping_RAM_A = cpu_io_counter[PING_ADDR_WIDTH:1];
|
IOB_ping_RAM_A = cpu_io_counter[PING_ADDR_WIDTH:1];
|
IOB_ping_RAM_WR = 1;
|
IOB_ping_RAM_WR = 1;
|
IOB_ping_RAM_RD = 0;
|
IOB_ping_RAM_RD = 0;
|
end else begin
|
end else begin
|
|
IOB_ping_RAM_load_ready = 1;
|
IOB_ping_RAM_CS = 0;
|
IOB_ping_RAM_CS = 0;
|
IOB_ping_RAM_IQ = 0;
|
IOB_ping_RAM_IQ = 0;
|
IOB_ping_RAM_A = 0;
|
IOB_ping_RAM_A = 0;
|
IOB_ping_RAM_WR = 0;
|
IOB_ping_RAM_WR = 0;
|
IOB_ping_RAM_RD = 0;
|
IOB_ping_RAM_RD = 0;
|
