Verilog中浮点加法器的测试台

Question

我想写floating point double precision adder。在那个测试台上，我遇到了一些问题。

*adder 是一个模块，它获取两个 64 位数字并给出它们的总和。

这是我的测试台：

module testadder;
  reg [63:0]           a;
  reg [63:0]           b;
  wire [63:0]          sum; 
  reg[10:0] expa,expb,expsum;
  reg signa,signb,signsum,one;
  reg[51:0] fa,fb,fsum;
  real ta,tb,fa2,fb2,sumcheck,fsum2,resultmodulesum;
  integer i;  
  reg [10:0]h23;

adder nameofinstance(sum,a,b);
initial begin  
   for(i=0;i<1000;i=i+1)
   begin
     h23=1023;
     one=1'b1;
   a = {$random(),$random()};
   b = {$random(),$random()};
   #10;
    expa=a[62:52]-h23;
    expb=b[62:52]-h23;
    fa=a[51:0];
    fb=b[51:0];
    signa=a[63];
    signb=b[63];
    fa2 = ( $bitstoreal(fa)/(2**52) )+ one ;
    ta=(-1)**(signa)*fa2*(2**expa);
    fb2 = ( $bitstoreal(fb)/(2**52) ) + one;
    tb=(-1)**(signb)*fb2*(2**expb);
    sumcheck=ta+tb;
    fsum=sum[51:0];
    signsum=sum[63];
    fsum2 = ( $bitstoreal(fsum)/(2**52) ) +one;
    expsum=$bitstoreal(sum[62:52])-1023;
    resultmodulesum=(-1)**(signsum)*fsum2*(2**expsum);
    if(sumcheck!=resultmodulesum)
      $display("wrong");


 end
end
endmodule




 module adder(sum,a, b);
    input [63:0]   a;
    input [63:0] b;
    reg [63:0] fa,fb;
    always @(a or b) begin
    fa={1'b1,a[51:0],12'b0};
    fb={1'b1,b[51:0],12'b0};
    end
    endmodule

1. 当我将( $bitstoreal(fa)/(2**52) ) 加一时，fa2 得到 1！但是当我不添加它时，fa2 会得到(fa/2^52) 的实际值。 所以我将我的代码更改为类似的代码以避免添加一个，但出现了另一个问题！

我更改ta,tb 和resultmodulesum: （以 fa 为例）

 fa2 = ( $bitstoreal(fa)/(2**52) ) ;
 ta=(-1)**(signa)*(fa2*(2**expa)+(2**expa));

2.那么我知道你总是会去(-1)**(signa)*(2**expa); 这意味着 fa2*(2**expa) 是 0 ！但我不知道为什么以及我该怎么做才能使它正确。 我认为即使我没有更改我的fa2 和fa2（其中添加了一个）提供正确的输出，我的ta 也可能有问题。

3.我的模块还有一个问题，真的很奇怪！ 加法器代码模块的一小部分来自测试台代码。 就是当我调试我的代码时，fb 的第 63 位是 0！有什么想法吗？

Answer 1

这不是一个完整的答案，但超出了 cmets 所能表达的范围。

对于浮点双精度模型，我本来希望看到以下内容：

reg [63:0] a;
reg [63:0] b;

//Built in real for verification of code
real result;
real a_real;
real b_real;

initial begin
  a = {$random(),$random()};
  b = {$random(),$random()};

  #1ps;
  a_real = $bitstoreal(a);
  b_real = $bitstoreal(b);
  result = a_real + b_real;

  $display("a      %64b", a);
  $display("b      %64b", b);
  $display("a_real %f", a_real);
  $display("b_real %g", b_real);
  $display("result %f",  result);

  #1ps;
  $finish;
end

为了将随机双打分成几部分，我本来希望看到如下内容：

wire a_sign;           // 1 bit
wire [10:0] a_exponent;//11 bit
wire [51:0] a_fraction;//52 bit

assign a_sign     = a[63]   ;
assign a_exponent = a[62:52];
assign a_fraction = a[51:0] ;

wire b_sign;           // 1 bit
wire [10:0] b_exponent;//11 bit
wire [51:0] b_fraction;//52 bit

assign b_sign     = b[63]   ;
assign b_exponent = b[62:52];
assign b_fraction = b[51:0] ;