在 Altera Quartus Prime 中编译 fphdl答案

【问题标题】：compiling fphdl in Altera Quartus Prime在 Altera Quartus Prime 中编译 fphdl
【发布时间】：2016-02-27 13:17:03
【问题描述】：

我尝试编译使用 fphdl 库 http://www.eda.org/fphdl/ 进行浮点运算的设计。而在modelsim中仿真很好，在Quartus hdl编译器中合成时报错：

result := to_integer (fract (frac'high downto frac'high-base))

with reason: '表达式不是常量' 通过查看类似的帖子，我了解到该编译器不喜欢 frac'high-base 不受限制。我尝试将所有相关信号约束如下：

variable frac    : UNSIGNED (23 downto 0);  
variable base    : INTEGER range 0 to 23;

但错误仍然存在... 在 hdl 级别或 Quartus 本身中是否有任何解决方法？

【问题讨论】：

标签： vhdl point floating quartus

【解决方案1】：

请注意，错误消息显示：

表达式不是常量

而不是：

... 受限

所以错误信息的原因是当fract的范围在运行时是可变的，而不是在细化时固定时，无法合成to_integer函数。

Quartus 的解决方法是：

variable part : UNSIGNED(23 downto 0);
...
part := (others => '0');
part(base downto 0) := frac(frac'high downto frac'high - base);
result := to_integer(part);

然后从frac 提取的部分进行零扩展，然后固定给to_integer 的向量长度，从而允许Quartus 综合。

【讨论】：

这似乎有效。我试图做类似的事情，但可能我没有正确声明临时部分变量并且错误正在转移到该语句......但是您的代码通过了综合。谢谢！

【解决方案2】：

问题中的代码片段似乎与 fphdl 包没有直接关系。它不依赖于其中任何一个声明的任何类型。

该表达式给出了来自frac 的整数result，精度为frac'HIGH - base“位”。

原始表达式的等价物可能是：

    variable dist:  integer range 0 to 23;

    dist := frac'HIGH - base;
    result := to_integer (SHIFT_RIGHT(frac, dist));

SHIFT_RIGHT 来自 IEEE 库包 numeric_std，因为frac 是无符号的。

精明的观察者可能会注意到，这相当于整数除以 2 的幂，这通常由综合支持，提供或多或少相同的硬件。

关于这里，您可能会认为您的语句是一个多路复用器，其移位输入是零填充的，整个事情都需要优化。

提供了历史上的 IEEE Std 1076.6-2004（已撤回）8.6.5 切片名称 -

对于作为切片名称一部分出现的离散范围，离散范围的边界应直接或间接指定为属于整数类型的静态值。

Morten 告诉我们 Quartus Prime 可以处理

    part := (others => '0');
    part(base downto 0) := frac(frac'high downto frac'high - base);
    result := to_integer(part);

base 不是静态的（尽管您认为它应该受到限制）。

对于那些不能处理非静态离散范围的综合工具，可以在 for 循环中完成相同的事情，具体取决于循环参数这是展开循环中的常数： p>

    part := (others => '0');
    for i in part'range loop
        if i = b then
            part(i downto 0) := frac(frac'high downto frac'high - i);
        end if;
    end loop;
    result := to_integer(part);

IEEE Std 1076=2008 10.10 循环语句告诉我们：

对于具有 for 迭代方案的循环语句，循环参数 规范是具有给定标识符的循环参数的声明。 loop 参数是一个对象，其类型是离散范围的基本类型。在语句序列中，循环参数是一个常量。

for 循环给出相同的结果并且应该产生相同的硬件。

【讨论】：