Rewrite burst logic with FFT-style state machine (W_IDLE/DATA/RESP, R_IDLE/DATA)
This commit is contained in:
@@ -11,16 +11,16 @@ module matmul_axi_slave (
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input [3:0] s_axi_awcache,
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input [3:0] s_axi_awcache,
|
||||||
input [2:0] s_axi_awprot,
|
input [2:0] s_axi_awprot,
|
||||||
input s_axi_awvalid,
|
input s_axi_awvalid,
|
||||||
output s_axi_awready,
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output reg s_axi_awready,
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||||||
input [4:0] s_axi_wid,
|
input [4:0] s_axi_wid,
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||||||
input [31:0] s_axi_wdata,
|
input [31:0] s_axi_wdata,
|
||||||
input [3:0] s_axi_wstrb,
|
input [3:0] s_axi_wstrb,
|
||||||
input s_axi_wlast,
|
input s_axi_wlast,
|
||||||
input s_axi_wvalid,
|
input s_axi_wvalid,
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||||||
output s_axi_wready,
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output reg s_axi_wready,
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||||||
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||||||
output reg [4:0] s_axi_bid,
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output [4:0] s_axi_bid,
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||||||
output [1:0] s_axi_bresp,
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output [1:0] s_axi_bresp,
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||||||
output reg s_axi_bvalid,
|
output reg s_axi_bvalid,
|
||||||
input s_axi_bready,
|
input s_axi_bready,
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||||||
@@ -34,7 +34,7 @@ module matmul_axi_slave (
|
|||||||
input [3:0] s_axi_arcache,
|
input [3:0] s_axi_arcache,
|
||||||
input [2:0] s_axi_arprot,
|
input [2:0] s_axi_arprot,
|
||||||
input s_axi_arvalid,
|
input s_axi_arvalid,
|
||||||
output s_axi_arready,
|
output reg s_axi_arready,
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||||||
output reg [4:0] s_axi_rid,
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output reg [4:0] s_axi_rid,
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||||||
output reg [31:0] s_axi_rdata,
|
output reg [31:0] s_axi_rdata,
|
||||||
@@ -60,36 +60,38 @@ reg [31:0] a_data [0:15];
|
|||||||
reg [31:0] b_data [0:15];
|
reg [31:0] b_data [0:15];
|
||||||
reg [65:0] c_data [0:15];
|
reg [65:0] c_data [0:15];
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||||||
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reg [31:0] awaddr_hold;
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// ══ Write burst state machine (same pattern as fft_controller) ══
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reg [4:0] awid_hold;
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localparam W_IDLE = 2'd0;
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reg [7:0] awlen_hold;
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localparam W_DATA = 2'd1;
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||||||
reg [7:0] wbeat_cnt;
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localparam W_RESP = 2'd2;
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||||||
reg aw_hold_valid;
|
reg [1:0] w_state;
|
||||||
reg rburst_active;
|
reg [31:0] w_addr;
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||||||
reg [7:0] rburst_rem;
|
reg [4:0] w_id;
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||||||
reg [31:0] wdata_hold;
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||||||
reg [3:0] wstrb_hold;
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reg w_hold_valid;
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||||||
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||||||
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wire [11:0] w_offset = w_addr[11:0];
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||||||
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wire w_active = (w_state == W_DATA) && s_axi_wvalid && s_axi_wready;
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||||||
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wire w_start = (w_offset == ADDR_CTRL) && s_axi_wdata[0] && !busy;
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||||||
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||||||
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assign s_axi_bid = w_id;
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||||||
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assign s_axi_bresp = 2'b00;
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// ══ Read burst state machine ══
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localparam R_IDLE = 2'd0;
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||||||
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localparam R_DATA = 2'd1;
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||||||
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reg [1:0] r_state;
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||||||
|
reg [31:0] r_addr;
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||||||
|
reg [4:0] r_id;
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||||||
|
reg [7:0] r_cnt;
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||||||
|
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||||||
|
wire [11:0] r_offset = r_addr[11:0];
|
||||||
|
assign s_axi_rresp = 2'b00;
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||||||
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||||||
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// ══ Compute engine ══
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reg busy;
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reg busy;
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||||||
reg done;
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reg done;
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||||||
reg error;
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reg error;
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reg [3:0] calc_index;
|
reg [3:0] calc_index;
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||||||
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||||||
wire write_fire;
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||||||
wire start_fire;
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||||||
wire [11:0] write_offset = awaddr_hold[11:0];
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||||||
wire [11:0] read_offset = s_axi_araddr[11:0];
|
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||||||
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||||||
assign s_axi_awready = !aw_hold_valid;
|
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||||||
assign s_axi_wready = !w_hold_valid;
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||||||
assign s_axi_bresp = 2'b00;
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||||||
assign s_axi_arready = !s_axi_rvalid;
|
|
||||||
assign s_axi_rresp = 2'b00;
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||||||
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||||||
assign write_fire = aw_hold_valid && w_hold_valid && !s_axi_bvalid;
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||||||
assign start_fire = write_fire && (write_offset == ADDR_CTRL) && wdata_hold[0] && !busy;
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||||||
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||||||
function [31:0] apply_wstrb;
|
function [31:0] apply_wstrb;
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||||||
input [31:0] old_value;
|
input [31:0] old_value;
|
||||||
input [31:0] new_value;
|
input [31:0] new_value;
|
||||||
@@ -194,19 +196,21 @@ always @(posedge clk) begin
|
|||||||
src_base <= 32'b0;
|
src_base <= 32'b0;
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||||||
dst_base <= 32'b0;
|
dst_base <= 32'b0;
|
||||||
group_num <= 32'd1;
|
group_num <= 32'd1;
|
||||||
awaddr_hold <= 32'b0;
|
w_state <= W_IDLE;
|
||||||
awid_hold <= 5'b0;
|
s_axi_awready <= 1'b1;
|
||||||
aw_hold_valid <= 1'b0;
|
s_axi_wready <= 1'b0;
|
||||||
wdata_hold <= 32'b0;
|
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||||||
wstrb_hold <= 4'b0;
|
|
||||||
w_hold_valid <= 1'b0;
|
|
||||||
s_axi_bid <= 5'b0;
|
|
||||||
s_axi_bvalid <= 1'b0;
|
s_axi_bvalid <= 1'b0;
|
||||||
wbeat_cnt <= 8'd0;
|
w_addr <= 32'b0;
|
||||||
rburst_active <= 1'b0;
|
w_id <= 5'b0;
|
||||||
|
r_state <= R_IDLE;
|
||||||
|
s_axi_arready <= 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_rvalid <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_rlast <= 1'b0;
|
||||||
|
r_addr <= 32'b0;
|
||||||
|
r_id <= 5'b0;
|
||||||
|
r_cnt <= 8'b0;
|
||||||
s_axi_rid <= 5'b0;
|
s_axi_rid <= 5'b0;
|
||||||
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
||||||
s_axi_rvalid <= 1'b0;
|
|
||||||
busy <= 1'b0;
|
busy <= 1'b0;
|
||||||
done <= 1'b0;
|
done <= 1'b0;
|
||||||
error <= 1'b0;
|
error <= 1'b0;
|
||||||
@@ -218,97 +222,141 @@ always @(posedge clk) begin
|
|||||||
c_data[i] <= 66'b0;
|
c_data[i] <= 66'b0;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end else begin
|
end else begin
|
||||||
if (s_axi_awvalid && s_axi_awready) begin
|
// ═══════════════════════════════════════════════════════
|
||||||
awaddr_hold <= s_axi_awaddr;
|
// Write burst FSM (FFT pattern)
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||||||
awid_hold <= s_axi_awid;
|
// ═══════════════════════════════════════════════════════
|
||||||
awlen_hold <= s_axi_awlen;
|
case (w_state)
|
||||||
aw_hold_valid <= 1'b1;
|
W_IDLE: begin
|
||||||
end
|
s_axi_awready <= 1'b1;
|
||||||
|
if (s_axi_awvalid && s_axi_awready) begin
|
||||||
if (s_axi_wvalid && s_axi_wready) begin
|
s_axi_awready <= 1'b0;
|
||||||
wdata_hold <= s_axi_wdata;
|
s_axi_wready <= 1'b1;
|
||||||
wstrb_hold <= s_axi_wstrb;
|
w_addr <= s_axi_awaddr;
|
||||||
w_hold_valid <= 1'b1;
|
w_id <= s_axi_awid;
|
||||||
end
|
w_state <= W_DATA;
|
||||||
|
|
||||||
if (s_axi_bvalid && s_axi_bready) begin
|
|
||||||
s_axi_bvalid <= 1'b0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
if (write_fire) begin
|
|
||||||
wbeat_cnt <= wbeat_cnt + 8'd1;
|
|
||||||
w_hold_valid <= 1'b0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (s_axi_wlast) begin
|
|
||||||
s_axi_bid <= awid_hold;
|
|
||||||
s_axi_bvalid <= 1'b1;
|
|
||||||
aw_hold_valid <= 1'b0;
|
|
||||||
wbeat_cnt <= 8'd0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
if (write_offset == ADDR_SRC_BASE) begin
|
|
||||||
src_base <= apply_wstrb(src_base, wdata_hold, wstrb_hold);
|
|
||||||
end else if (write_offset == ADDR_DST_BASE) begin
|
|
||||||
dst_base <= apply_wstrb(dst_base, wdata_hold, wstrb_hold);
|
|
||||||
end else if (write_offset == ADDR_GROUP_NUM) begin
|
|
||||||
group_num <= apply_wstrb(group_num, wdata_hold, wstrb_hold);
|
|
||||||
end else if ((write_offset >= ADDR_A_BASE) && (write_offset < ADDR_B_BASE)) begin
|
|
||||||
a_data[(write_offset - ADDR_A_BASE) >> 2] <=
|
|
||||||
apply_wstrb(a_data[(write_offset - ADDR_A_BASE) >> 2], wdata_hold, wstrb_hold);
|
|
||||||
end else if ((write_offset >= ADDR_B_BASE) && (write_offset < ADDR_C_BASE)) begin
|
|
||||||
b_data[(write_offset - ADDR_B_BASE) >> 2] <=
|
|
||||||
apply_wstrb(b_data[(write_offset - ADDR_B_BASE) >> 2], wdata_hold, wstrb_hold);
|
|
||||||
end else if (write_offset == ADDR_STATUS) begin
|
|
||||||
if (wdata_hold[1]) done <= 1'b0;
|
|
||||||
if (wdata_hold[2]) error <= 1'b0;
|
|
||||||
end else if ((write_offset != ADDR_CTRL) && (write_offset < ADDR_C_BASE)) begin
|
|
||||||
error <= 1'b1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
awaddr_hold[31:0] <= awaddr_hold[31:0] + 32'd4;
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|
||||||
end
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|
||||||
|
|
||||||
if (s_axi_arvalid && s_axi_arready) begin
|
|
||||||
s_axi_rid <= s_axi_arid;
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|
||||||
s_axi_rvalid <= 1'b1;
|
|
||||||
s_axi_rlast <= (s_axi_arlen == 8'd0);
|
|
||||||
rburst_rem <= s_axi_arlen;
|
|
||||||
rburst_active <= (s_axi_arlen > 8'd0);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (read_offset == ADDR_CTRL) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
|
||||||
end else if (read_offset == ADDR_STATUS) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= {29'b0, error, done, busy};
|
|
||||||
end else if (read_offset == ADDR_SRC_BASE) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= src_base;
|
|
||||||
end else if (read_offset == ADDR_DST_BASE) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= dst_base;
|
|
||||||
end else if (read_offset == ADDR_GROUP_NUM) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= group_num;
|
|
||||||
end else if ((read_offset >= ADDR_A_BASE) && (read_offset < ADDR_B_BASE)) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= a_data[(read_offset - ADDR_A_BASE) >> 2];
|
|
||||||
end else if ((read_offset >= ADDR_B_BASE) && (read_offset < ADDR_C_BASE)) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= b_data[(read_offset - ADDR_B_BASE) >> 2];
|
|
||||||
end else if ((read_offset >= ADDR_C_BASE) && (read_offset < (ADDR_C_BASE + 12'h0c0))) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= c_read_word((read_offset - ADDR_C_BASE) >> 2);
|
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end else if (s_axi_rvalid && s_axi_rready) begin
|
|
||||||
if (rburst_active && rburst_rem > 8'd0) begin
|
|
||||||
s_axi_rdata <= c_read_word((s_axi_araddr[11:0] - ADDR_C_BASE + 12'd4*(s_axi_arlen - rburst_rem + 8'd1)) >> 2);
|
|
||||||
rburst_rem <= rburst_rem - 8'd1;
|
|
||||||
s_axi_rlast <= (rburst_rem == 8'd1);
|
|
||||||
if (rburst_rem == 8'd1) begin
|
|
||||||
s_axi_rvalid <= 1'b0;
|
|
||||||
rburst_active <= 1'b0;
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end else begin
|
|
||||||
s_axi_rvalid <= 1'b0;
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
W_DATA: begin
|
||||||
|
if (s_axi_wvalid && s_axi_wready) begin
|
||||||
|
// Register write
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||||||
|
if (w_offset == ADDR_SRC_BASE) begin
|
||||||
|
src_base <= apply_wstrb(src_base, s_axi_wdata, s_axi_wstrb);
|
||||||
|
end else if (w_offset == ADDR_DST_BASE) begin
|
||||||
|
dst_base <= apply_wstrb(dst_base, s_axi_wdata, s_axi_wstrb);
|
||||||
|
end else if (w_offset == ADDR_GROUP_NUM) begin
|
||||||
|
group_num <= apply_wstrb(group_num, s_axi_wdata, s_axi_wstrb);
|
||||||
|
end else if ((w_offset >= ADDR_A_BASE) && (w_offset < ADDR_B_BASE)) begin
|
||||||
|
a_data[(w_offset - ADDR_A_BASE) >> 2] <=
|
||||||
|
apply_wstrb(a_data[(w_offset - ADDR_A_BASE) >> 2], s_axi_wdata, s_axi_wstrb);
|
||||||
|
end else if ((w_offset >= ADDR_B_BASE) && (w_offset < ADDR_C_BASE)) begin
|
||||||
|
b_data[(w_offset - ADDR_B_BASE) >> 2] <=
|
||||||
|
apply_wstrb(b_data[(w_offset - ADDR_B_BASE) >> 2], s_axi_wdata, s_axi_wstrb);
|
||||||
|
end else if (w_offset == ADDR_STATUS) begin
|
||||||
|
if (s_axi_wdata[1]) done <= 1'b0;
|
||||||
|
if (s_axi_wdata[2]) error <= 1'b0;
|
||||||
|
end else if ((w_offset != ADDR_CTRL) && (w_offset < ADDR_C_BASE)) begin
|
||||||
|
error <= 1'b1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
if (start_fire) begin
|
// Auto-increment address for next beat
|
||||||
|
w_addr <= w_addr + 32'd4;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (s_axi_wlast) begin
|
||||||
|
s_axi_wready <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_bvalid <= 1'b1;
|
||||||
|
w_state <= W_RESP;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
W_RESP: begin
|
||||||
|
if (s_axi_bvalid && s_axi_bready) begin
|
||||||
|
s_axi_bvalid <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_awready <= 1'b1;
|
||||||
|
w_state <= W_IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: w_state <= W_IDLE;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
|
||||||
|
// ═══════════════════════════════════════════════════════
|
||||||
|
// Read burst FSM (FFT pattern, no BRAM latency)
|
||||||
|
// ═══════════════════════════════════════════════════════
|
||||||
|
case (r_state)
|
||||||
|
R_IDLE: begin
|
||||||
|
s_axi_arready <= 1'b1;
|
||||||
|
if (s_axi_arvalid && s_axi_arready) begin
|
||||||
|
s_axi_arready <= 1'b0;
|
||||||
|
r_addr <= s_axi_araddr;
|
||||||
|
r_id <= s_axi_arid;
|
||||||
|
r_cnt <= 8'd0;
|
||||||
|
s_axi_rvalid <= 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_rlast <= (s_axi_arlen == 8'd0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output data for current address
|
||||||
|
if (r_offset == ADDR_CTRL)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
||||||
|
else if (r_offset == ADDR_STATUS)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= {29'b0, error, done, busy};
|
||||||
|
else if (r_offset == ADDR_SRC_BASE)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= src_base;
|
||||||
|
else if (r_offset == ADDR_DST_BASE)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= dst_base;
|
||||||
|
else if (r_offset == ADDR_GROUP_NUM)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= group_num;
|
||||||
|
else if ((r_offset >= ADDR_A_BASE) && (r_offset < ADDR_B_BASE))
|
||||||
|
s_axi_rdata <= a_data[(r_offset - ADDR_A_BASE) >> 2];
|
||||||
|
else if ((r_offset >= ADDR_B_BASE) && (r_offset < ADDR_C_BASE))
|
||||||
|
s_axi_rdata <= b_data[(r_offset - ADDR_B_BASE) >> 2];
|
||||||
|
else if ((r_offset >= ADDR_C_BASE) && (r_offset < (ADDR_C_BASE + 12'h0c0)))
|
||||||
|
s_axi_rdata <= c_read_word((r_offset - ADDR_C_BASE) >> 2);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_rid <= s_axi_arid;
|
||||||
|
r_state <= R_DATA;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
R_DATA: begin
|
||||||
|
if (s_axi_rvalid && s_axi_rready) begin
|
||||||
|
if (r_cnt == s_axi_arlen) begin
|
||||||
|
s_axi_rvalid <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_rlast <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_arready <= 1'b1;
|
||||||
|
r_state <= R_IDLE;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
r_cnt <= r_cnt + 8'd1;
|
||||||
|
r_addr <= r_addr + 32'd4;
|
||||||
|
s_axi_rlast <= (r_cnt + 8'd1 == s_axi_arlen);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output next beat data
|
||||||
|
if ((r_offset + 12'd4) == ADDR_CTRL)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= 32'b0;
|
||||||
|
else if ((r_offset + 12'd4) == ADDR_STATUS)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= {29'b0, error, done, busy};
|
||||||
|
else if ((r_offset + 12'd4) == ADDR_SRC_BASE)
|
||||||
|
s_axi_rdata <= src_base;
|
||||||
|
else if ((r_offset + 12'd4) == ADDR_DST_BASE)
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s_axi_rdata <= dst_base;
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else if ((r_offset + 12'd4) == ADDR_GROUP_NUM)
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s_axi_rdata <= group_num;
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else if (((r_offset + 12'd4) >= ADDR_A_BASE) && ((r_offset + 12'd4) < ADDR_B_BASE))
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s_axi_rdata <= a_data[((r_offset + 12'd4) - ADDR_A_BASE) >> 2];
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||||||
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else if (((r_offset + 12'd4) >= ADDR_B_BASE) && ((r_offset + 12'd4) < ADDR_C_BASE))
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s_axi_rdata <= b_data[((r_offset + 12'd4) - ADDR_B_BASE) >> 2];
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||||||
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else if (((r_offset + 12'd4) >= ADDR_C_BASE) && ((r_offset + 12'd4) < (ADDR_C_BASE + 12'h0c0)))
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s_axi_rdata <= c_read_word(((r_offset + 12'd4) - ADDR_C_BASE) >> 2);
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else
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s_axi_rdata <= 32'b0;
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end
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end
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end
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default: r_state <= R_IDLE;
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endcase
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// ═══════════════════════════════════════════════════════
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// Compute engine (unchanged)
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// ═══════════════════════════════════════════════════════
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if (w_start) begin
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busy <= 1'b1;
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busy <= 1'b1;
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done <= 1'b0;
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done <= 1'b0;
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error <= 1'b0;
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error <= 1'b0;
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