技術標籤：FPGAfpga

本文利用一個例子，簡單的介紹了，FPGA定點數轉換成雙精度浮點數（IEEE754協議），文章後，貼有實現程式碼和模擬檔案，我用的是quartus II 13.1。
一：雙精度浮點數格式

雙精度的指數部分（E）採用的偏置碼為1023
假設待轉換的資料是11（二進位制）
第一步：將其擴充套件成64位2進位制數
0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0011
第二步：計算首1是第幾位
2
第三步：計算階碼
偏移值是1023
Code=1023+2-1=1024
第四步：計算尾數
4.1：因為首1是第2位，所以資料往左移52-2=50位
Pre_尾數=1100_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000
4.2：將首1隱藏 Pre_尾數，往左移動一位

在這裡插入程式碼片
module  int_to_double_float
(
     input              clk,
     input              rst_n,
     input  signed      [31:0]int_number,                   //輸入進來的是32位整型資料，能表示到浮點數21474836648
     output reg   [63:0]double_float
);


//變數宣告
 

reg [63:0]int_number_64;                           //輸入的整型變數
reg [9:0]cnt;                                      //計數器，進行時序約束
reg [5:0]first_one;                                //首1，所在的位置
reg [10:0]code;                                    //11位的階碼
reg [31:0]pre_mantissa;                            //擴充套件後的資料,其中有效資料部分的首1，移位到第53位時的尾數
 

reg       sign;                                    //資料的符號位


//建立一個計數器，進行時序約束
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin         
    if (!rst_n)
        cnt <= 10'd0;                                  
    else begin
        if(cnt < 6)                                               
            cnt<= cnt + 1'b1;                               
        else 
            cnt<= 10'd0;  
    end
end
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin         
    if (!rst_n)
        sign<= 1'd0;                                  
    else begin                                              
        sign<=int_number[31];
    end
end
//第一步取符號位

//第一步擴寬輸出的整型，先將其擴充套件成64位數

always @(posedge clk or negedge rst_n )
begin
      if(!rst_n)
        begin
         int_number_64<=64'd0;
        end
      else
        begin
         int_number_64<={32'd0,int_number};
        end    
end
//第一步計算首1在那個位置
always @(posedge clk or negedge rst_n )
begin
      if(!rst_n)
        begin
        first_one<=6'd0;
        end     
     else if(int_number>=32'd1073741824)
              begin
               first_one=31;
              end    
      else if(int_number>=32'd536870912)
              begin
               first_one=30;
              end 
      else if(int_number>=32'd268435456)
              begin
               first_one=29;
              end 
      else if(int_number>=32'd134217728)
              begin
               first_one=28;
              end  
      else if(int_number>=32'd67108864)
              begin
               first_one=27;
              end    
      else if(int_number>=32'd33554432)
              begin
               first_one=26;
              end 
      else if(int_number>=32'd16777216)
              begin
               first_one=25;
              end 
      else if(int_number>=32'd8388608)
              begin
               first_one=24;
              end  
      else if(int_number>=32'd4194304)
              begin
               first_one=23;
              end    
      else if(int_number>=32'd2097152)
              begin
               first_one=22;
              end 
      else if(int_number>=32'd1048576)
              begin
               first_one=21;
              end 
      else if(int_number>=32'd524288)
              begin
               first_one=20;
              end  
      else if(int_number>=32'd262144)
              begin
               first_one=19;
              end    
      else if(int_number>=32'd131072)
              begin
               first_one=18;
              end 
      else if(int_number>=32'd65536)
              begin
               first_one=17;
              end 
      else if(int_number>=32'd32768)
              begin
               first_one=16;
              end  
      else if(int_number>=32'd32768)
              begin
               first_one=15;
              end    
      else if(int_number>=32'd8192)
              begin
               first_one=14;
              end 
      else if(int_number>=32'd4096)
              begin
               first_one=13;
              end 
      else if(int_number>=32'd2048)
              begin
               first_one=12;
              end  
      else if(int_number>=32'd1024)
              begin
               first_one=11;
              end    
      else if(int_number>=32'd512)
              begin
               first_one=10;
              end 
      else if(int_number>=32'd256)
              begin
               first_one=9;
              end 
      else if(int_number>=32'd128)
              begin
               first_one=8;
              end  
      else if(int_number>=32'd64)
              begin
               first_one=7;
              end    
      else if(int_number>=32'd32)
              begin
               first_one=6;
              end 
      else if(int_number>=32'd16)
              begin
               first_one=5;
              end 
      else if(int_number>=32'd8)
              begin
               first_one=4;
              end  
      else if(int_number>=32'd4)
              begin
               first_one=3;
              end    
      else if(int_number>=32'd2)
              begin
               first_one<=6'd2;
              end            
      else if(int_number>=32'd1)
              begin
               first_one=1;
              end 
      else 
              begin
               first_one=0;
              end   
end
//第二步計算階碼
always @(posedge clk or negedge rst_n )
begin
      if(!rst_n)
        begin
        code<=11'b0;
        end
      else if(cnt==3)
        begin
         code<=1022+first_one;                     
        end   
      else
        code<=code; 
end
//第二步計算尾數
always @(posedge clk or negedge rst_n )
begin
      if(!rst_n)
        begin
         pre_mantissa<=32'd0;
        end
      else if(cnt==3)
        begin
         pre_mantissa<= int_number<<(33-first_one);                         //要將首1隱藏，取剩下的部分               
        end   
      else  
         pre_mantissa<= pre_mantissa;     
end
//第三步計算結果
always @(posedge clk or negedge rst_n )
begin
      if(!rst_n)
        begin
         double_float<=64'd0;
        end
      else if(cnt==4)
        begin
         double_float<= {sign,code,pre_mantissa,20'd0} ;                       //要將首1隱藏，取剩下的部分               
        end   
      else  
         double_float<=double_float;    
end

endmodule

模擬檔案

`timescale   1ns/1ns
`define    time_period 20


module int_to_double_float_tb;

reg clk;
reg rst_n;
reg [31:0]int_number;

always #(`time_period/2)clk=~clk;


initial begin
      clk=1'b0;
      rst_n=1'b0;
      #(`time_period/2) 
      rst_n =1'b1;
      int_number<=32'd536870912;
      #((`time_period/2)*100000 );
      $stop;


end
  int_to_double_float   int_to_double_float_u1(
       .clk(clk),
       .rst_n(rst_n),
       .int_number(int_number),                   //能表示到無浮點數4294967296
       .double_float(double_float)
);


endmodule