采用線性逼近法結(jié)合32段線性查找表的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)1/z的計(jì)算。

首先將1/32-1/64的定點(diǎn)化數(shù)據(jù)存放到ROM中，ROM中存放的是擴(kuò)大了2^20 次方的數(shù)字四舍五入后的整數(shù)部分。n值越大，精度越大，誤差越小。這里取n=20；

ROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是1/（32+i）*2^20的四舍五入的整數(shù)部分。

32-64間的數(shù)據(jù)可以通過(guò)查表來(lái)實(shí)現(xiàn)，其他的數(shù)據(jù)則采用的是線性逼近的方法。

線性逼近的步驟為：

1.確定最高非零比特位的位置

2.對(duì)z進(jìn)行左移或者右移，得到zp

3.zp查找ROM，得到1/zp，以及1/（zp+1），

4.求的1/zp-1/（zp+1），為誤差A(yù)

5.N=z-zp*2^(m-5)

6.B=A/2^（m-5）*N

7.將擴(kuò)大的部分縮小回去，或者縮小了的放大回去，那么1/z=(1/zp-B)*(1/2^(m-5))

代碼插入：

 module top_inv(
 input clk,syn_rst,
 input [20:0]dataa,
 input [20:0]datab,
 //input [20:0]ampout,
 output reg [19:0]inv
 // output reg done );
 reg [4:0] address1;
 reg [4:0 ]address2;
 wire [4:0] m;
 // wire done;
 reg [19:0]invr;
 reg [20:0] ampout_r;
 reg [20:0] ampout_r1;
 wire [20:0] ampout;
 reg [20:0] ampoutr1,ampoutr2,ampoutr3,ampoutr4;
 wire [19:0] inv_r1;
 wire [19:0] inv_r2;
 reg [20:0] diff_r;
 reg [19:0] diffr;
 reg [19:0] diff;
 reg [19:0] N;
 reg [19:0] N1;
 reg en;
 
 always @(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 ampoutr1<=21'd0;
 ampoutr2<=21'd0;
 ampoutr3<=21'd0;
 ampoutr4<=21'd0;
 end else ampoutr1<=ampout;
 ampoutr2<=ampoutr1;
 ampoutr3<=ampoutr2;
 ampoutr4<=ampoutr3;
 end
 reg [19:0] inv_r1t1,inv_r1t2,inv_r1t3;
 always@(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 inv_r1t1<=0;
 inv_r1t2<=0;
 inv_r1t3<=0;
 end else begin
 inv_r1t1<=inv_r1;
 inv_r1t2<=inv_r1t1;
 inv_r1t3<=inv_r1t2;
 end
 end
 reg [4:0] mt1,mt2,mt3,mt4,mt5;
 always@(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 mt1<=0;
 mt2<=0;
 mt3<=0;
 mt4<=0;
 mt5<=0;
 end else begin
 mt1<=m;
 mt2<=mt1;
 mt3<=mt2;
 mt4<=mt3;
 mt5<=mt4;
 end
 end
 reg sel;
 reg selr1,selr2;
 always @(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 diff<=0;
 diffr <= 0;
 ampout_r<='b0;
 ampout_r1<=0;
 address1<='b0;
 address2<='b0;
 en<=0;
 sel<=0;
 end
 else 
 begin
 // if(done)
 //begin
 if((ampout>=32)&&(ampout<=64))
 begin
 ampout_r<=0;
 ampout_r1<=0;
 address1<=ampoutr3-32;
 address2<= 0;
 diff <= 0;
 diffr <= 0;
 N <= 0;
 N1<= 0;
 en<=0;//不需要計(jì)算m的值
 sel<=0;
 selr1<=0;
 selr2<=0;
 end
 else 
 begin
 en<=1;//需要計(jì)算m的值
 if(m>5)
 begin
 // ampoutrr<=ampout;
 ampout_r<=ampoutr1>>(m-5);
 ampout_r1<=ampout_r;//zp
 address1<=ampout_r-32;///inv_r1
 address2<=ampout_r-31;///inv_r2
 diff <= inv_r1-inv_r2;
 diffr <=diff;
 N1<=ampout_r1<<(mt2-5);
 N<=ampoutr4-N1;
 selr1<=1;
 selr2 <= selr1;
 sel <= selr2;
 end
 if(m<5)
 begin
 //ampoutrr<=ampout;
 ampout_r<=ampoutr1<<(5-m);// mt4 mt3 mt2
 ampout_r1 <= ampout_r;// N N1 ampout_r1
 address1<=ampout_r-32;///mt4 inv_r1
 address2<=ampout_r-31;//inv_r1t3 inv_r2 mt1
 diff <= inv_r1-inv_r2;//diff_r< diffr <=diff; // ampoutr3 ampoutr2 ampoutr1
 N1<=ampout_r1>>(5-mt2);
 N<=ampoutr4-N1;
 selr1<=1;
 selr2 <= selr1;
 sel <= selr2;
 end
 end
 end
 // end
 end 
//  assign diff=sel?(inv_r1-inv_r2):'b0;
 //assign N=sel?(ampout-N1):0;
 //assign diff_r = en?(diff*N>>(m-5)):0;
 //assign diff_r = (m>5)?(diff*N>>(m-5)):(diff*N<<(5-m));
 // assign inv = sel?(inv_r1-diff_r)>>(m-5):inv_r1;
 
 always@(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 invr<=0;
 // done<=0;
 diff_r<=0;
 end else begin if(sel) begin if(m>5)begin
 diff_r <= diffr*N>>(mt4-5);
 invr<=(inv_r1t3-diff_r)>>(mt5-5);
 // done<=1;
 end else begin
 diff_r <= diffr*N<<(5-mt4);
 invr<=(inv_r1t3-diff_r)<<(5-mt5);
 // done<=1;
 end
 end else begin
 diff_r<=0;
 invr<=inv_r1t3;
 end
 end
 end
 always@(posedge clk or negedge syn_rst)
 begin if(~syn_rst)
 begin
 inv<=0;
 end else begin if(invr)
 inv<= invr; else inv<=inv;
 end
 end
 //ROM 核的例化
 
 rom u_rom(.clk(clk),
 .address1(address1),
 .address2(address2),
 .inv_r1(inv_r1),
 .inv_r2(inv_r2)//,
 //.c(c)
 );
 //例化尋找最高非零位
 not_0 u_not_0 (
 // port map - connection between master ports and signals/registers
 .ampout(ampout),
 .clk(clk),
 .m(m),
 .en(en),
 .syn_rst(syn_rst)
 );
complex_abs u_comlex_abs(
 .clk(clk),
 .syn_rst(~syn_rst),
 .dataa(dataa),
 .datab(datab),
 .ampout(ampout)
 );
endmodule

那么最終的仿真結(jié)果：如果直接查詢(xún)的話，結(jié)果輸出延時(shí)一個(gè)時(shí)鐘周期，如果線性逼近的方法得到，延時(shí)3-5個(gè)時(shí)鐘周期，這里周期設(shè)定為20ns；

占用資源報(bào)告：

增加一個(gè)求平方根的模塊以后的仿真結(jié)果（數(shù)據(jù)輸入后，一共需要約10個(gè)時(shí)鐘周期才可以計(jì)算出一個(gè)平方更求導(dǎo)數(shù)值）。有一個(gè)小疑問(wèn)就是怎么添加一個(gè)標(biāo)志信號(hào)，讓我們知道哪里輸出的inv 信號(hào)是有效的