FPGA 有符号,无符号

test_signed.v

module test_signed(clk,data_out); parameter Data_OUT_WIDTH = 5; input clk; // output signed[Data_OUT_WIDTH - 1 : 0]data_out; output [Data_OUT_WIDTH - 1 : 0]data_out; assign data_out = -2; endmodule

test_signed_tb

module test_signed_tb; parameter Data_OUT_WIDTH = 5; reg clk; initial begin clk = 0; end always #10 clk = ~clk; wire [Data_OUT_WIDTH - 1 : 0] data_out; //wire [Data_OUT_WIDTH - 1 : 0] data_out; test_signed test_signed_inst(clk,data_out); reg signed [Data_OUT_WIDTH - 1 : 0] Temp_data_out = 0; always @(posedge clk) begin Temp_data_out <= data_out; end wire signed[15 : 0] result; wire signed[4:0] mux = 2; assign result = Temp_data_out * mux; endmodule


FPGA  有符号,无符号 - engineerdream - engineerdream
 

FPGA默认的数据类型都是无符号的数据。
如果有符号上的要求,一定要注明 reg signed[] 或者 wire signed                 input signed 或者 output signed
在这样声明之后,FPGA在进行数据操作(如加减乘除)就会把数据当为signed 取处理。

例如:乘法器,在默认情况下例化的都是无符号型。如果你的输入数据a,和b都声明为符号数,如reg signed那么这个乘法器就会被例化为有符号型的乘法器。
但是当一个有符号数和一个无符号数进行乘法操作时,这是乘法器就会被例化为无符号型(即默认)??

所以:总之,正数和负数处理时都是按照补码的形式处理,具体究竟把这些补码理解为符号型还是无符号型,这就要看reg signed这样的声明了。如果声明了就把这些数据当做符号型操作,如果没有声明,就当做无符号型操作(即都是正数)

说白了,也就是一句话,所谓的signed只有在参与运算的过程中才会有作用,再连线方面或是其他方面,没有任何作用,因为都是补码
### FPGA有符号数转无符号数的实现方法 在 FPGA 设计中,将有符号数转换为无符号数的过程涉及对数值范围的理解以及数据类型的重新解释。以下是具体的实现方式: #### 1. 数据表示差异 在 FPGA 中,有符号数通常采用补码形式存储,而无符号数则直接作为非负整数处理。对于相同位宽的数据,其取值范围不同: - **n 位有符号数** 的范围是 \(-2^{n-1}\) 到 \(2^{n-1}-1\)。 - **n 位无符号数** 的范围是 \(0\) 到 \(2^n-1\)[^1]。 因此,在进行转换时需要注意数值的有效性和溢出风险。 #### 2. 转换逻辑 当需要将有符号数转换为无符号数时,可以按照以下原则操作: - 如果原数值是非负数,则可以直接将其视为无符号数。 - 如果原数值为负数,则需根据具体应用需求决定如何处理该情况(如截断或映射到有效范围内)。如果希望保留原始绝对值信息,可以通过求反加一的方式获取对应的正值[^3]。 #### 示例代码 下面是一个简单的 Verilog 实现示例,展示如何完成这一过程: ```verilog module signed_to_unsigned ( input logic signed [15:0] signed_num, output logic [15:0] unsigned_num ); always_comb begin if (signed_num >= 0) begin // 若输入是有符号正数或零,直接赋值给无符号变量 unsigned_num = signed_num; end else begin // 对于负数的情况可以选择丢弃或者特殊处理 // 这里简单地设置为全零或其他默认值 unsigned_num = 'h0; // 或者也可以选择返回它的绝对值(注意可能引发溢出) // unsigned_num = -signed_num; end end endmodule ``` 上述模块接收一个 16 位带符号输入 `signed_num` 并输出相应的无符号版本 `unsigned_num`。通过条件判断区分正负号并采取适当措施来确保最终结果始终处于合法区间内[^2]。 #### 注意事项 由于硬件资源有限且性能至关重要,在实际项目开发过程中还需考虑效率优化等问题。例如尽量减少不必要的算术运算次数以降低延迟时间;合理规划寄存器分配避免过多消耗芯片面积等等。
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