(五) System Generator 之 MCode 模块

MCode 算法编写模块

针对Xilinx器件，我们有两种方式将MATLAB设计的.M 文件转化为HDL语言设计文件，一种是利用AccelDSP综合器；另一种是直接利用MCode模块来实现，前者多应用于复杂或高速设计场合，常用来完成高层次的IP核开发，这里是关于AccelDSP综合器的介绍：http://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/acceldsp_user.pdf，有需要的可以进一步查看；而使用Mcode模块则比较方便使用，支持MATLAB语言的有限子集，对实现算术运算、有限状态机和逻辑控制是非常方便的。

1.算法编写

我们在XilinxBlockset里找到Control Logic，在其里面选择MCode模块，下图右侧为MCode模块。

   

我们双击MCode模块，下面为其参数配置界面图：

系统默认的函数名为xlmax，函数名会显示在模块上，我们可以更改函数，通过Browse来选择我们需要的函数，或直接选择M-File 来编辑我们的函数。MCode模块的实现是由装载在里面的.m函数来完成的，该模块的输入和输出端口都是由.M函数来决定的。

这里载入的.m文件是MATLAB函数格式的，首先我们必须新建.M 函数文件，然后在里面编写.M函数，而且该.M 文件必须和SystemGenerator模型文件放在同一个文件夹中。我们选择新建Function，然后将其根据函数功能来命名。

这里需要注意的是，在编写.M 文件时，并不是任何语句都能使用，其必须是Xilinx子集。

MCode支持的MATLAB语言包括：

l  赋值语句，运算符左边只能有一个数值变量；

l  if/else/elseifend 条件语句；

l  switch语句；

l  算术加法、减法、乘法以及除数为2的幂次的除法；

l  比较运算；

l  逻辑运算。

MCode支持的MATLAB函数包括：

ü  数值类型转换。MCode只支持的一种数值类型就是xfix(Xilinxfix-point，Xilinx定点数)，此类型数值还可以分成三类：无符号定点数（xlUnsigned）、有符号定点数（xlSigned）、布尔数（xlBoolean）。我们可以通过xfix函数将MATLAB中的整型、浮点数转化为Xilinx定点数，但是无法将其转换为数组。

类型声明函数xfix的使用：x= xfix(data_type, value)， data_type可以参考GatewayIn模块里的数据类型。

我们用xfix({xlSigned, 20, 15, xlRound, xlWrap}, 0.618)来举例，它的意思是按4舍5入近似原则和截断原则来将0.618转化为整数部分5位，小数部分15位的有符号定点数。

返回xfix类型的特征函数有：

2  xl_nbits()：数的二进制比特数；

2  xl_binpt()：数的小数点位置；

2  xl_arith()：数的算术类型。

ü  按位逻辑运算函数：

2  xl_and():按位与；

2  xl_or():按位或；

2  xl_xor():按位异或；

2  xl_not():按位取反。

ü  移位操作：xl_lsh()——左移； xl_rsh()——右移；

ü  位截取函数：xl_slice()；

ü  连接函数：xl_concat();

ü  强制类型转换函数：xl_force();

ü  内部状态变量：xl_state()；

ü  其他常用的函数：disp()、error()、isnan()、NaN()、num2str()、 ones(1,N)、pi()、zeros(1,N)。

MCode模块有一个很重要的特点是，它可以保存当前仿真时刻的数据。在下一时刻来使用，这样变量称为回归状态变量，其声明格式为：

persistentv, v = xl_state(value, data_type, max_length)

其中 value为状态变量v的初始值，其跟C++里面的向量或容器很相近，我们将其可以看作为一个双端队列，队列第一个元素的地址为0，队列尾元素地址为队列长度减一，data_type是我们前面讲过的数据类型，max_length为队列的最大长度。

对于队列的操作，有如下函数：

value= v(index);          返回地位为index处的元素值

v(index)= value;          对地址为index的元素赋值value

f= v.front;               对队列首元素进行读取

v.push_front(value);        在队列首位插入元素value

v.pop_front;              将队列首元素弹出

b= v.back();              返回队列尾元素

v.push_back(value);        在队列末尾插入value

v.pop_back;              将队列末尾的值压出

v.push_front_pop_back(value);    将value插入队首，同时将队尾元素弹出

full=v.full;               判断队列是否为满

empty= v.empty          返回队列是否为空

len= v.length;            读取当前队列长度

MCode对函数要求比较严格，在MCode里只能使用上面提到的函数，而不可以使用其余MATLAB中的函数。

习惯使用C语言这类结构化语言的程序员，需要熟悉下MCode的编写，下面我们举例说明其使用方式：

寻找数据流中的最大值，模型如下：

我们选择FromWorkspace模块来进行数据的模拟，这里因为是离散采样，也就是一个时钟采样一次，因为我们要按照这种时间格式来模拟数据：前面是采样时钟时序，后面是数据值，注意这里的时钟数从0开始计算，下面是FromWorkspace 的配置和初始化赋值：

我们设置GatewayIn输出为8位无符号定点数，并新建function，然后将其命名为xlmax，其编写函数如下：

function MaxValue =max_value(din)

persistent TempMax,TempMax =xl_state(0,{xlUnsigned,8,0});

if din > TempMax

    TempMax = din;

else

    TempMax =TempMax;

end

MaxValue = TempMax;

GatewayOut输入设置为8位无符号定点数，我们为了对结果进行可视化验证，采用Display来进行结果显示。可以看得出我们代码的正确性，在此我们便熟悉了MCode的使用流程和方式。

2.代码的生成

我们双击SystemGenerator模块，进入参数设置界面，在设置好参数以后，点击Generate 就可以生成 Verilog代码，为此MCode里编写的函数便变成了Verilog代码。

那怎么找到并打开相应的文件？

wing 发表于 2016-2-23 19:28
那怎么找到并打开相应的文件？

都是自己写的，肯定可以打开了

在项目的路径下