fpga实现加法和减法运算的方法是什么

FPGA实现加法和减法运算非常简单，实现乘法和除法可以用IP，那实现对数和指数运算该用什么呢？

用 IP Core？

当然对于对数和指数运算，FPGA 产商也提供有对应的 IP 。

在 Vivado 里面有个叫 floating-point 的 IP ，可以用来实现对数运算，而且还是使用浮点数来进行计算。如果你在 FPGA 内部使用的是定点数，那就需要先将定点数转为浮点数。

实现指数运算，大部分的案例，似乎都是推荐使用 Cordic 这个 IP 来做。当然也可以用这个算法来做对数运算。

虽然这里说对于对数和指数运算，FPGA 也可以用IP，不过大家别觉得有IP 用就简单了。IP 的那些设置，以及 IP 的输入数据等等，也够你忙活半天了。IP Core 功能强大的背后，也是需要付出代价的。

咱们这篇文章来介绍一种快速实现对数和指数运算的方法：基于查找表来实现。

在某些项目中，我们并不需要对大量数据进行对数和指数运算，亦或是只需要计算少量数据的对数和指数。

在这种情况下，基于查找表来实现，就显得非常快捷和简便了！

那用查找表的方法怎么来做呢？

比如，计算 1 - 255 这 255 个数据的对数，怎么用查找表的方法来实现呢？

先用 Matlab 将 1-255 所有数据的对数都算出来。

x = 1:255;
y = log(x);

可以看到 y 取值如下图：

计算的结果是有小数的，FPGA表示小数不方便，为了保证精度，可以先将小数的结果乘上1000，之后再将运算后的值除以1000。。当然如果你对结果的精度要求不高，乘上100也行。

下图是乘上1000之后取整的结果：

之后将数据提取出来，使用 ROM 来将这些已经算好的数据存起来。便于ROM使用这些数据，我们可以将这些数据转换相对应的 mif 文件或者 coe文件。

将待求对数的数据当成 ROM 的读地址，ROM 的输出就是对数的结果了。

如何将对数的结果值转成 coe 文件或者 mif 文件呢？可以参考如下 Matlab 代码：

% 转成coe文件
close all;
clear all;
clc;


x = 1:255;
y = log(x);
y1 = uint16(y*1000);


% 输出 coe 文件
fid = fopen('./log.coe','w+');
fprintf(fid,'; Copyright (C) 2017-Endless, OpenSoc Studio Corporation

');
fprintf(fid,'memory_initialization_radix = 16;
');
fprintf(fid,'memory_initialization_vector =
');
for i = 1 : 255
    fprintf(fid,'%d',i-1);
    fprintf(fid,':');
    fprintf(fid,[dec2hex(y1(i)) ';
']);
end
fprintf(fid,';');
fclose(fid);

关于将对数的结果值转成 mif 文件，大家可参照上述代码自行更改。

关于上述代码，可直接将代码 copy下来放在 Matlab 中运行。

对于用FPGA实现指数运算，也可以采用相同的方法，怎么写代码，就交给大家自己来完成了！

关于使用查找表方式来实现对数运算的方法，希望对大家有所启示。

编辑：黄飞