user_logic 模組實作

由於 FBP 元件功能一要作 FFT，加權運算及 IFFT，而 FBP 元件在 PLB bus 系統中是 Slave mode，所以我們使用 IPIF 框架提供的服務建立一組暫存器作為 資料溝通的方式。而 user_logic 模組內有定義好的暫存器讀寫功能，因此我們不 為了 FBP 元件功能一另外建立一個 VHDL 模組，避免 FBP 元件內模組之間作多 餘的資料交換動作。

user_logic模組的線路符號代碼如下，而訊號的定義請參考表 4-3。

Bus2IP_Data IP2Bus_Data Bus2IP_RdReq IP2Bus_RdAck Bus2IP_WrReq IP2Bus_WrAck Bus2IP_RdCE

Bus2IP_WrCE

Bus2IP_BE IP2Bus_Busy Bus2IP_Reset IP2Bus_Retry IP2Bus_Error Bus2IP_Clk IP2Bus_ToutSup

圖 5-9 Core Schematic Symbol

根據FBP元件功能一及功能二，我們需要規劃一個有限狀態機來控制FBP元 件的工作流程，圖 5-10是有限狀態機的主要狀態圖。其中IDLE狀態，是user_logic

模組的初始狀態，在IDLE狀態中的工作就是初始化user_logic模組內的參數及內

圖 5-10 user_logic 模組的有限狀態機示意圖

二細分為四大部分，load job，filter job，

unlo

讀取 sinogram 影像的資料並儲存到 Signal-Port Block

z

k RAM 中將資料讀出並依序輸入 Fast Fourier Transform v3.1 IP 接著我們將FBP元件功能一及功能

ad job，fbp_locate job。每一部份都包含一連串的狀態(state)，不同的狀態執 行不同的工作，利用狀態的改變循序完成整體工作，其中有關公式計算的部份作 法如同5.1.3節一樣分解成較短的公式分配到各個狀態中執行。四大部分的工作內 容依執行順序分述如下：

z load job：從暫存器中

Memory IP 合成的 Block RAM 中。

filter job：

„ 從 Bloc

邏輯合成的電路中作 FFT 轉換。

Fast Fourier Transform v3.1 IP 邏輯

„ 合成的電路輸出完成 FFT 轉換的資

料，乘與濾波器ω 後存回 Block RAM 中。

„ 從 Block RAM 中將資料讀出並依序輸入 Fast Fourier Transform v3.1 IP

„ 合成的電路輸出完成 IFFT 轉換的資

z unlo ter process 的資料寫回暫存器，由軟體

z b：從暫存器中讀入三階 for-loop 的索引值 y、x 及 i，並傳入 邏輯合成的電路中作 IFFT 轉換。

Fast Fourier Transform v3.1 IP 邏輯 料，直接存回 Block RAM 中。

ad job：將 Block RAM 中完成 fil 讀回資料。

fbp_locate jo

fbp_locate VHDL 模組中進行計算，得到 lbin 及 frac 兩個值後寫回暫存器中，

由軟體讀回資料。

FSM

Read_Write_BRAM fbp_locate

Decoder Fast Fourier

Transform v3.1 IP

Single-Port Block Memory V6.1 IP Memory

圖 5-11 user_logic 模組功能方塊圖

的功能方塊圖(function diagram)，依功能分類描述 圖 5-11是user_logic模組內

user_logic模組內的主要架構，其中比較重要的內部訊號我們也列在方塊圖中。

其中方塊FSM包含一個fsm process，此process的內容是一個有限狀態機控制狀態 改 變 如 圖 5-10 所 示 。 而 方 塊 Read_Write_BRAM 則 包 含 一 個 read_write_bram process，此process搭配Single-Port Block Memory v6.1 IP與Fast Fourier Transform v3.1 IP用來完成前面提到的load job，filter job及unload job三個工作。fsm process 藉由write_num訊號來告訴read_write_bram process，在此狀態下該執行那樣工 作 。 當 工 作 完 成 後 read_write_bram process 則 回 報 fsm process 工 作 完 成 。 read_write_bram process 介 於 Single-Port Block Memory v6.1 IP 與 Fast Fourier Transform v3.1 IP之間，除了擔任此兩個IP的資料收送外，也負責資料乘與濾波 器ω 作加權動作。在這邊要特別注意的是，read_write_bram process在使用Fast Fourier Transform v3.1 IP的電路執行FFT或是IFFT時，此電路的參數設定由fsm process直接設定後，read_write_bram process才將資料輸入電路中。

而第四個工作 fbp_locate job 則是執行 fbp_locate VHDL 模組來完成，同樣的 也是

SLAV