FPGA中实现对数运算「建议收藏」

全栈程序员-站长 • 2022年10月29日下午8:00 • 未分类 • 阅读 0

FPGA中实现对数运算主要有三种方法：

（1）在外部直接算好对数值，按照数值范围做个表，存在ram里，到时候查表。为了减少表深度，提高资源利用率，可以考虑去掉部分低位数值，损失一定的精度。

（2）使用cordic算法求解对数。

（3）log10(x)=ln(x) * log10(e) , log10(e)是常数可以手动先计算好，用IP Core的话多个乘法器。

下面介绍使用IP核floating-point来计算对数，该IP计算对数时，计算的是Ln(A)（A是输入），如下图所示：

FPGA中实现对数运算「建议收藏」

输入是浮点数，所以如果我们在FPGA内使用的定点数，则需要先将定点数转化为浮点数：

FPGA中实现对数运算「建议收藏」

实现对数运算时，可以使用DSP核心，也可以不用，IP配置中提供了三个等级：

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对于Flow Control可以选择带缓存的Blocking模式，也可以选择没有缓存的NonBlocking模式，延时也可以选择从0到23：

FPGA中实现对数运算「建议收藏」

上面也提到，计算LOG的输入是浮点数，如果需要，可以继续使用floating-point来实现定点数转浮点数，对于转换IP的输入可以自主设定如下图所示，这里设为int16+fra16，输出为单精度浮点数，可以直接给计算LOG的IP核：

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我们要计算以任意数为底的对数时，可以通过来计算，由此完成一次计算，需要两个定点转浮点的IP（fixtofloat），两个LOG的IP（log不使用DSP），以及一个除法IP（divide），最后再将浮点数转为定点数输出，综合实现后的资源占用情况为：

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一次简单的RTL仿真为：

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