VHDL:余弦查找表

Question

我正在Basys3 FPGA上使用VGA，我目前想画一个区域板，其方程为（1 + cos（k*r^2））/2，其中r是到板中心的距离，k=2*pi/lambda是波数，它决定了板的尺度。我猜最好的做法是使用余弦LUT，但我真的不知道如何创建一个。我有点理解它背后的想法，但我不知道如何写一个以及它应该包含什么值。

这是我正在尝试测试的代码：

现在唯一的问题是我不知道用什么值填充memory_type :=()，以便它等于公式中的 k*r^2。

architecture Behavioral of VGAdraw is
signal i : integer range 0 to 29:=0;
signal r : integer :=2;
type memory_type is array (0 to 29) of integer range -128 to 127; 
signal cosine : memory_type :=();
begin
process(CLK)
begin
if (CLK'EVENT and CLK = '1') then
    if (cntHor >= 0) AND (cntHor <= cstHorAL - 1) then
            RED <= conv_std_logic_vector ((1 - cosine (i)) / 2, 8) (7 downto 4);
            GREEN <= conv_std_logic_vector ((1 - cosine (i)) / 2, 8) (7 downto 4);
            BLUE <= conv_std_logic_vector ((1 - cosine (i)) / 2, 8) (7 downto 4);
            i <= i + 1;
    else
            RED <= "0000";
            GREEN <= "0000";
            BLUE <= "0000";
    end if;
end if;
end process;
end Behavioral;

cntHor - 水平计数器

cstHorAL - 活动线上的像素 nr

由于缺乏声誉，我无法发布图像本身，但这就是它应该的样子：http://handforgedvideo.com/wp-content/uploads/2013/02/1920x1080p24_Luma_Zone_Plate_Main.png

任何帮助，不胜感激。谢谢！

Answer 1

你的一般代码并不太遥远，但正如Morten指出的那样，你没有指定输入（theta）或输出（sin_data和cos_data）的格式。 它们是不动点值吗？ 小数点在哪里？ 它们只是整数吗？

你说：

我猜最好的做法是使用余弦LUT，但我真的不知道如何创建一个。

我想你的意思是"LUT"是一个通用的"查找表"。 "LUT"的使用在您的问题中是模棱两可的，因为您还提到了 Basys3。 在FPGA文献中，LUT是FPGA上一种特定类型的逻辑结构。 它也意味着"查找表"，但大小和复杂性仅限于几个数字输入。 没有可用的"余弦 LUT"对象。 我只是想澄清一下，"LUT"是指通用查找表。

现在，您的代码不会太远。 它确实是一个查找表，用于传入theta并输出sin_data和cos_data。 问题是 a） 你的输出是否准确地代表了函数，b） 你的实现是否是最有效的。

对于前者，我不确定，因为您没有指定输入和输出格式。 此外，您没有指定 Θ 和函数之间的映射。 Θ 是 cos（） 的参数吗？ 还是k？ 还是λ？

对于后者，请查看赛灵思UG901。 它给出了如何推断 ROM 的示例（请参阅"ROM HDL 编码技术"部分）。 编写的代码可能是效率最低的方法。 您需要两个查找表，每个查找表都有 4K 条目（sin_data 和 cos_data ），因此两个 4K x 12 位。 你最好从块RAM构建ROM构建。