محاسبات علامتدار

پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA

/۱۸ دیدگاه /در /توسط

برای نمایش اعداد علامتدار و پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA و به کمک زبان VHDL روش‌های مختلفی وجود دارد. در این برنامه ویدئویی، یک روش امتحان شده را که سال‌ها است در پروژه‌های بزرگ از آن استفاده کرده‌ام و البته توصیه مهندسان شرکت Xilinx هم است به شما آموزش می‌دهم.

More...

آشنایی با روش صحیح نمایش اعداد علامتدار و انجام محاسبات علامتدار، قدم اول در مسیر یادگیری نحوه پیاده‌سازی الگوریتم‌های پردازش سیگنال دیجیتال با FPGA است. بسیار مهم است که شما درک صحیحی از یک سیستم دیجیتال علامتدار داشته باشید و همچنین بدانید چگونه باید چنین سیستمی را به کمک زبان VHDL در FPGAها پیاده‌سازی کرد.

برای آشنایی با زبان VHDL این برنامه ویدئویی را ببینید….

مشاهده برنامه

در این برنامه ویدئویی، ابتدا سه روش مرسوم برای نمایش اعداد علامتدار را مرور می‌کنم و سپس در مورد روش مناسب برای پیاده‌سازی که روش نمایش مکمل دو یا two’s complement است شرح می‌دهم.

سیستم نمایش مکمل دو دارای خصوصیات منحصر به فردی است که بعضی از آنها کمتر مورد توجه طراحان دیجیتال است. در این برنامه، سه خصوصیت مهم این سیستم را شرح می‌دهم و مثالی هم در مورد یکی از خصوصیات مهم اما کمتر شناخته شده سیستم نمایش مکمل دو ارائه می‌کنم.

در ادامه این برنامه، روش استاندارد و امتحان شده‌ای را برای پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA به شما آموزش خواهم داد و یک نمونه کد VHDL را هم به عنوان مثال بررسی خواهم کرد.

ویدئو یا متن؟

محتوای این برنامه آموزشی، به دو صورت ویدئو و متن آماده شده است. اگر علاقمند به یادگیری این مطلب به صورت ویدئویی هستید، ویدئوی زیر را ببینید و اگر ترجیح می‌دهید آن را به صورت متن مطالعه کنید، ادامه این مطلب را بخوانید.

برای دانلود نسخه با کیفیت این ویدئو، روی دکمه زیر کلیک کنید:

دانلود فایل ویدئویی

در این برنامه قصد دارم در مورد نحوه‌ی نمایش و پیاده‌‌سازی محاسبات اعداد علامت‌‌دار در FPGA صحبت کنم.

در بسیاری از کاربردها، نیاز است که اعداد را به صورت علامت‌‌دار استفاده کنید و محاسباتی مثل ضرب، جمع، تقسیم و ... را روی آن‌ها انجام دهید.

خصوصاً اگر تصمیم داشته باشید در ادامه‌ی مسیر یادگیری FPGAها، به سراغ پیاده‌‌سازی الگوریتم‌‌های پردازش سیگنال‌های دیجیتال بروید، این ابتدایی‌‌ترین موضوعی است که در ارتباط با پیاده‌‌سازی، به آن نیاز خواهید داشت.

در ابتدا، اجازه دهید مروری بر روش‌‌های نمایش اعداد علامت‌‌دار داشته باشیم.

روش‌‌های نمایش اعداد علامت‌‌دار

اگر از درس مدار منطقی به یاد داشته باشید، به طور کلی سه روش برای نمایش اعداد علامت‌‌دار وجود دارد؛

روش علامت و مقدار یا sign & magnitude

اولین روش، روش علامت و مقدار یا sign & magnitude است. در این روش، یک عدد مثبت را به صورت عادی نمایش می‌‌دهیم و برای نمایش اعداد منفی، بیت سنگین یا بیت علامت را یک می‌‌کنیم. به بقیه‌ی بیت‌‌ها (به جز بیت علامت)، بیت‌های مقدار می‌‌گوییم.

برای مثال، عدد ۶ و ۶- را به صورت زیر نشان می‌دهیم:

​نمایش ​اعداد ۶ و ۶- به روش علامت و مقدار

​نمایش ​اعداد ۶ و ۶- به روش علامت و مقدار

این روش نمایش، برای پیاده‌‌سازی محاسباتی مانند جمع و تفریق مناسب نیست؛ خصوصاً، پیاده‌‌سازی تفریق به این روش بسیار مشکل است و در عمل، استفاده‌ی چندانی از آن نمی‌‌شود.

نکته‌ی منفی دیگری که در این روش وجود دارد، این است که برای نمایش عدد صفر دو مقدار و دو نمایش وجود دارد؛ مثلاً اگر شما یک رجیستر پنچ بیتی را در نظر بگیرید، هر دو مقداری که در زیر می‌‌بینید، نشان‌‌دهنده‌ی عدد صفر هستند.

۰۰۰۰۰ = ۱۰۰۰۰ = صفر

روش مکمل یک یا one's complement

روش دوم، روش مکمل یک یا one's complement است. در این روش، مجدداً عددهای مثبت را به صورت باینری عادی نمایش می‌‌دهیم، اما برای نمایش اعداد باینری منفی باید مکمل یک آن عدد را حساب کنیم؛

برای محاسبه‌ی مکمل یک، باید تمامی رقم‌‌های عدد را not کنیم.

در زیر، نمایش عدد ۶ و ۶- را به روش مکمل یک می‌‌بینید:

​نمایش اعداد ۶ و ۶- به روش مکمل یک

​نمایش اعداد ۶ و ۶- به روش مکمل یک

برای به دست آوردن ۶- از روی عدد ۶، تمام بیت‌‌ها را not کرده‌ایم. در این روش نمایش نیز، سنگین‌ترین بیت، بیت علامت است و یک بودن آن، نشان‌‌دهنده‌ی منفی بودن عدد است.

ایراد بزرگ روش مکمل یک این است که برای نمایش صفر، دو مقدار وجود دارد؛ در واقع، مانند آنچه که در زیر می‌بینید، اگر تمام بیت‌‌ها صفر باشند یا تمام بیت‌‌ها یک باشند، هردوی این اعداد به معنای صفر است که این موضوع، برای پیاده‌‌سازی مناسب نیست.

۰۰۰۰۰ = ۱۱۱۱۱ = صفر

روش مکمل دو یا two's complement

روش سوم و محبوب‌‌ترین روش، روش مکمل دو یا two's complement است.

در روش مکمل دو، همانند دو روش قبل، برای نمایش عدد مثبت به صورت باینری عادی عمل می‌‌کنیم. اما برای نمایش اعداد منفی، مکمل دو اعداد مثبت را حساب می‌‌کنیم؛

برای محاسبه‌ی مکمل دو یک عدد مثبت، دو روش ذهنی وجود دارد:

اول آنکه مکمل یک را محاسبه کنید و یک واحد به عدد به دست آمده اضافه کنید.

روش دوم این است که از سمت راست عدد، تمام صفر‌‌ها و اولین یک را بنویسید و بقیه رقم‌ها را not کنید.

نمایش اعداد ۶ و ۶- را به روش مکمل دو در زیر می‌ببینید:

​​نمایش عدد ۶ و ۶- به روش مکمل دو

​​نمایش اعداد ۶ و ۶- به روش مکمل دو

مثل دو سیستم قبلی، در سیستم مکمل دو نیز ​سنگین‌ترین بیت، همان بیت علامت است​ و یک بودنش نشان دهنده‌ی منفی بودن عدد است.

بزرگ‌‌ترین حُسن روش نمایش اعداد علامت‌‌دار به روش مکمل دو، این است که در این روش، پیاده‌‌سازی تفریق بسیار ساده است؛ در واقع، در این روش با همان مداری که عمل جمع انجام می‌‌شود، می‌توان عمل تفریق را نیز انجام داد.

حُسن دیگر روش مکمل دو این است که برای هر عدد، یک نمایش یکتا وجود دارد؛

مشکلی که ما در روش‌‌های قبل داشتیم این بود که برای مقدار صفر، دو نمایش وجود داشت، ولی در روش مکمل دو این مشکل وجود ندارد و مقدار صفر نیز با یک نمایش ارایه می‌‌شود.

ویژگی مهم و کاربردی نمایش اعداد علامت‌‌دار به روش مکمل دو

یکی از محاسن کمتر شناخته شده‌ی نمایش اعداد علامت‌‌دار به کمک سیستم مکمل دو، این است که شما در این روش می‌‌توانید چندین عدد علامت‌‌دار را با یکدیگر جمع کنید و اگر مطمئن باشید که نتیجه‌ی نهایی این جمع، در محدوده‌ی قابل نمایش این عدد می‌‌گنجد، حتی اگر در حین جمع‌‌های میانی سرریز یا Overflow اتفاق بیفتد، خطایی در نتیجه‌ی نهایی ایجاد نمی‌‌کند.

اجازه دهید با ذکر یک مثال این موضوع را بیشتر توضیح دهم؛

در سیستم مکمل دو، اگر از n بیت برای نمایش یک عدد استفاده کنیم، محدوده‌ی نمایش یا رنج نمایش اعداد برابر با 2n-1- تا 2n-1-1 است.

مثلاً محدوده‌ی نمایش اعداد در یک سیستم مکمل دو سه بیتی، همانند آنچه در زیر می‌بینید، از ۴- تا ۳+ است.

محدوده‌ی نمایش اعداد در یک سیستم مکمل دو سه بیتی

همان‌‌طور که مشاهده می‌‌کنید در این سیستم نمایش، بزرگ‌‌ترین و کوچک‌‌ترین عدد قرینه یکدیگر نیستند. مثلاً، در نمایش مکمل دو چهار بیتی، کوچک‌‌ترین عدد ۸- و بزرگ‌‌ترین عدد ۷+ است.

حالا فرض کنید که می‌‌خواهیم پنج عدد ۲، ۳، ۴-، ۲ و ۵- را با هم جمع کنیم.

2 + 3 - 4 + 2 - 5 = -2

می‌‌دانیم که جواب نهایی این جمع برابر با ۲- است و ۲- در محدوده‌ی نمایش سه بیتی می‌گنجد.

با توجه به اینکه می‌‌دانیم نتیجه‌ی نهایی این جمع در محدوده‌ی رنج قابل نمایش است، رخ دادن سرریزهای میانی، خطایی در نتیجه‌ی نهایی ایجاد نمی‌‌کند.

در این مثال، در همان ابتدا که عدد ۲ را با ۳ جمع می‌کنیم، جواب برابر با ۵ می‌‌شود و عدد ۵ خارج از محدوده‌ی نمایش سه بیتی مکمل دو است؛ پس یک Overflow رخ داده است ولی این Overflow در رسیدن ما به جواب صحیح مشکلی ایجاد نمی‌‌کند؛ زیرا از قبل می‌‌دانیم که نتیجه‌ی جمع کل پنج عدد در رنج وجود دارد.

این موضوع، نکته‌ی بسیار مهمی است که گرچه ممکن است مسئله‌ی پرتکراری نباشد، اما اگر فقط یک‌بار هم از آن استفاده کنید، می‌‌توانید صرفه‌‌جویی زیادی در استفاده از منابع داخلی FPGA داشته باشید.

چه سیستم نمایشی در پیاده‌سازی سیستم‌‌های دیجیتال به کار می‌رود؟

به دلیل همین خصوصیات خوب و منحصر به فردی که سیستم نمایش مکمل دو دارد، بیش‌تر سیستم‌‌های دیجیتالی که در آن‌‌ها محاسبات علامت‌‌دار انجام می‌‌شوند را به کمک همین سیستم پیاده‌‌سازی می‌‌کنند.

در زبان VHDL نیز برای پیاده‌‌سازی اعداد علامت‌‌‌‌دار از همین روش استفاده می‌‌شود.

بنابراین، اجازه دهید که ببینیم به چه روشی می‌‌توانیم محاسبات اعداد علامت‌‌دار را در زبان VHDL انجام ‌‌دهیم و سیستم مکمل دو را در FPGA پیاده‌‌سازی کنیم.

چگونه می‌توانیم اعداد را به روش مکمل دو، در FPGA پیاده‌سازی کنیم؟

برای اینکه بتوانید از سیستم مکمل دو برای نمایش اعداد علامت‌‌دار و  محاسبات ریاضی استفاده کنید، پیشنهادی که من به شما دارم، استفاده از دوتا تایپ unsigned و signed، برای تعریف تمام سیگنال‌‌های داخلی FPGA و پورت‌‌ها است.

احتمالاً اطلاع داشته باشید که در زبان VHDL، روش‌‌های مختلفی برای نمایش و انجام محاسبات اعداد علامت‌‌دار وجود دارد.

اما روشی که به شما ارایه می‌‌کنم، روش توصیه‌ی شده، توسط مهندسان شرکت XILINX است؛ این روش نه تنها در حال حاضر به شما کمک می‌‌کند که بتوانید محاسبات ساده علامت‌‌دار را انجام دهید، بلکه در آینده نیز، که وارد مبحث پردازش سیگنال‌های دیجیتال شدید، به شما کمک می‌کند که بتوانید اعداد علامت‌‌دار را به راحتی و بدون مشکل و ابهامی نمایش دهید و در محاسباتتان استفاده کنید.

برای استفاده از دو تایپ unsigned و signed، باید به روشی که در زیر نوشته‌ شده، در بالای کد VHDL، پکیج numeric_std را از کتابخانه IEEE، فراخوانی کنید.

use ieee.numeric_std.all;

پس از آن، می‌‌توانید در کدتان سیگنال‌‌هایی با تایپ‌ unsigned و signed تعریف کنید.

مثلاً برای تعریف سیگنالی به نام X، می‌‌توانید کدی به صورت زیر بنویسید:

signal X : signed(7 downto 0) := (others=>’0’);

به این ترتیب، سیگنال X را با عرض بیت هشت و مقدار اولیه‌ی صفر تعریف کردیم.

حال ممکن است این سوال مطرح شود که چه سیگنال‌‌هایی را signed و چه سیگنال‌‌هایی را unsigned تعریف کنیم؟

در جواب باید گفت که اگر قصد دارید روی سیگنال مورد نظر، محاسبات ریاضی علامت‌‌دار انجام دهید، حتماً از تایپ signed استفاده کنید؛ در غیر این صورت، از تایپ unsigned استفاده کنید.

ذکر یک مثال از پیاده‌سازی اعداد به روش مکمل دو در FPGA

برای توضیح بیش‌تر مطالبی که تا اینجا گفته شد، مثال ساده‌ی زیر را با هم بررسی می‌کنیم؛

می‌‌خواهیم یک جمع کننده‌ی علامت‌‌دار ۱۶ بیتی را با هم پیاده‌‌سازی کنیم؛

​کد پیاده‌سازی این مثال را در زیر می‌بینید:

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity Multiplier_Top is
    Port ( 
		
           A 			: in 	 signed (15 downto 0);
           B 			: in   signed (15 downto 0);
           Sum 		: out  signed (15 downto 0);
           Overflow 	: out  STD_LOGIC;
			  );
end Multiplier_Top;

architecture Behavioral of Multiplier_Top is

	signal Sum_Int		signed (16 downto 0)	:=(others=>'0');

begin
		
			Sum_Int		<= Resize(A,17) + B;
			Sum			<= Sum_Int(15 downto 0);
			Overflow		<= Sum_Int(16) xor Sum_Int(15);

end Behavioral;

برای سادگی، ورودی Carry in را در نظر نمی‌گیریم و فقط یک خروجی سرریز یا Overflow برای آن در نظر می‌گیریم.

تحلیل کد VHDL پیاده‌سازی اعداد، به روش مکمل دو در FPGA

همان‌‌طور که گفتم، شما باید در ابتدای کدتان پکیج numeric_std را به شیوه‌ای که در خط سوم از کد بالا می‌‌بینید، فراخوانی کنید؛ بدین ترتیب می‌توانید از تایپ‌‌های signed و unsigned و قابلیت‌‌های دیگری که این سیستم به شما ارایه می‌‌دهد، استفاده کنید.

در Entity کد، دو سیگنال ورودی A و B را با تایپ signed تعریف کرده‌ام و عرض هرکدام از سیگنال‌ها را ۱۶ بیتی در نظر گرفته‌ام (خط هشتم و نهم).

در خط ۱۰اُم، یک خروجی Sum با تایپ unsigned و عرض بیت ۱۶ تعریف کرده‌ام.

 و نهایتاً در خط ۱۱اُم، یک خروجی تک بیتی به نام Overflow و از نوع STD_Logic تعریف کرده‌ام؛ به کمک این خروجی می‌‌خواهم مشخص کنم که آیا جمع دو عدد A و B دارای Overflow یا سرریز است یا خیر.

برای اینکه بتوانم جمع را به درستی انجام داده و سرریز را تشخیص دهم، در خط ۱۷اُم، یک سیگنال داخلی ۱۷ بیتی به نام Sum_Int و از نوع signed تعریف کرده‌ام؛ حاصل جمع A+B را به این سیگنال منتقل می‌‌کنم تا اگر بیت اضافه‌‌ای ایجاد شد، از بین نرود.

برای رعایت قانون ارجاع جمع در زبان VHDL، مواردی را در خط ۲۱ از کد، اعمال کرده‌ام:

اولاً که قانون ارجاع جمع این است که حداقل یکی از سیگنال‌‌هایی که با هم جمع می‌‌کنیم (در اینجا A و B)، باید هم عرض سیگنال سمت چپ ارجاع (در اینجا Sum_Int)، باشد؛ بقیه‌ی سیگنال‌ها می‌‌توانند هم عرض یا با عرضی کوچک‌‌تر از عرض سیگنال سمت چپ ارجاع باشند.

با توجه به اینکه A و B دارای عرض بیت ۱۶ و سیگنال Sum_Int عرض بیتی برابر با ۱۷ دارد، برای رعایت قانون ارجاع جمع، باید عرض بیت یکی از این سیگنال‌‌ها را به ۱۷ برسانم؛ این کار را به کمک تابع Resize انجام داده‌ام.

شما می‌‌توانید در هنگام Assignment، عرض بیت یک سیگنال را به کمک تابع Resize، بزرگ‌‌تر یا کوچک‌‌تر کنید.

در خط ۲۱، در هنگام Assignment، عرض بیت سیگنال A را تبدیل به ۱۷ بیت کرده‌ام تا قانون ارجاع جمع رعایت شود.

تا به اینجای کد، من جمع A و B را که ۱۶ بیتی بودند، به یک سیگنال ۱۷ بیتی منتقل کردم.

در خط ۲۲اُم، ۱۶ بیت سبک این سیگنال ۱۷ بیتی را جدا می‌کنم و به خروجی Sum منتقل می‌کنم.

در خط بعد، حاصل XOR دو بیت سنگین Sum_Int را که برابر سرزیر جمع است، به سیگنال Overflow منتقل می‌کنم؛ این بدان معنی است که اگر دو بیت سنگین یکسان نباشند، حتماً Overflow داریم.

در این مثال ساده، شما نحوه‌ی استفاده از تایپ signed، برای انجام محاسبات علامت‌‌دار در زبان VHDL را ملاحظه کردید.

امیدوارم بتوانید از آن در کدهایتان استفاده کنید و محاسبات علامت‌‌دار را به راحتی پیاده سازی کنید.

آیا برنامه ویدئویی پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA برای شما مفید بود؟

لطفا نظرتان را در مورد این برنامه در پایین همین پست با دیگران به اشتراک بگذارید. همچنین با کلیک روی هر کدام از دکمه‌های اشتراک گذاری در ستون سمت چپ این صفحه و اشتراک‌گذاری این مطلب در شبکه‌های اجتماعی می‌توانید افراد بیشتری را در یادگیری این مطالب سهیم کنید.

کانال تلگرام آموزش FPGA از صفر

برای عضویت در کانال تلگرام و دسترسی به آموزش‌های بیشتر و اطلاع سریع از زمان انتشار آموزش‌ها و تخفیف‌های ویژه، روی دکمه زیر کلیک کنید:

 ورود
شاید این موارد نیز مورد علاقه شما باشد
کابرد fpga کاربرد FPGA و آینده آن در ایران
آموزش زبان VHDL آموزش زبان VHDL – قسمت سوم – ارجاع شرطی
پیاده‌سازی کاملا سنکرون در FPGA پیاده‌سازی کاملا سنکرون در FPGA
منابع سخت‌افزاری درون FPGA FPGA چیست؟ – منابع سخت‌افزاری درون FPGA
آموزش زبان VHDL آموزش زبان VHDL – قسمت اول
ضرب در FPGA پشت پرده عملیات ضرب در FPGA
  • MONTGOMERY گفت:
    15 نوامبر، 2016 در 5:50 ب.ظ

    سلام و عرض خسته نباشید دارم خدمت استاد عزیزم جناب آقای ثقفی عزیز …
    استاد یک سوال میخواهیم ۱۸ عدد مختلف رو جمع کنیم و میدانیم جواب نهایی ۵ بیتی است .
    حال نکته اینجاست اعداد ما همگی ۷ بیتی هستند ، برای اینکار هر دوعدد ۷ بیتی را که جمع میکنیم حاصل را باید بریزیم در یک سیگنال ۸ بیتی و در ادامه هر دوسیگنال ۸ بیتی را که با هم جمع میکنیم باید بریزیم در یک سیگنال ۹ بیتی و به همین ترتیب که ادامه بدهیم جواب نهایی را باید بریزیم در یک سیگنال ۱۰ – ۱۱ بیتی درحالی که میدانیم جواب نهایی به ۵ بیت بیشتر نیاز ندارد . خوب حال سوال اینجاست کجا باید از درنظر گرفتن بیت اضافی صرفه جویی کنیم و اصلا تکنیکی که شما بیان کردید در ویدئو کجای کار مارا و چطور ساده میکند؟؟؟
    پیشاپیش از شما متشکرم

    پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      16 نوامبر، 2016 در 1:37 ب.ظ

      سلام، ممنون از شما.

      اگر می دانید که جواب نهایی در ۷بیت یا کمتر می‌گنجد، می‌توانید از همان ابتدا تمام حاصل جمع‌ها را درون رجیسترهای ۷بیتی قرار دهید و وقوع سرریزهای میانی هم هیچ مشکلی در نتیجه نهایی پیش نخواهد آورد.

      موفق باشید.

      پاسخ
  • مهدی گفت:
    17 نوامبر، 2016 در 7:47 ب.ظ

    با سلام و عرض تشکر از زحمت های شما
    مطالب جالبی میزارید و مخصوصا من از مقاله ۷ تکنیک پیشرفته کدنویسی خیلی لذت بردم. به نظر من مقاله ها خیلی آموزنده تره و مطالب سریعتر منتقل میشه
    یه سوال هم درباره پیاده سازی دارم: این که به نظر شما برای پیاده سازی پردازش سیگنال دیجیتال چه دلیلی داره که ما از کد VHDL استفاده کنیم؟ در حالی که با استفاده از System Generator خیلی گویا تر و بهینه تر میشه این سیستم ها رو پیاده کرد و به نظر من دیدن مسیر سیگنال، تاخیرها و خطاها خیلی راحت تره و دیباگ کردنش هم راحت تر انجام میشه

    پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      18 نوامبر، 2016 در 11:26 ب.ظ

      سلام، خوشحالم که این مطالب مورد توجه شما قرار گرفتن.

      در مورد پیاده‌سازی الگوریتم‌های پردازش سیگنال با System Generator باید بگم که مساله “بهینه بودن” که اشاره کردید در عمل کاملا برعکسه. یعنی مداری که حاصل از کدنویسی یک پیاده‌ساز حرفه‌ای است بسیار بهینه‌تر از خروجی System Generator هست، هم از نظر سرعت و هم از نظر مقدار منابع مصرف شده در FPGA یا همان area.

      استفاده از ابزار System Generator فقط برای مدارات پردازشی کوچک، آن هم در صورتی که راه مناسبی برای پیاده‌سازی به کمک زبان توصیف سخت‌افزاری پیدا نکردید پیشنهاد می‌شود و در انجام پروژه‌های حرفه‌ای استفاده از آن بسیار محدود است.

      در هر صورت یادگیری و استفاده از آن ممکن است در بعضی موارد برای شما مفید باشد، اما فراموش نکنید آنچه باعث برتری شما در این حوزه می‌شود، تسلط به کدنویسی اصولی و استفاده درست از منابع سخت‌افزاری FPGA است.

      موفق باشید.

      پاسخ
  • امین گفت:
    18 نوامبر، 2016 در 12:46 ب.ظ

    سلام استاد
    با تشکر از اموزش محاسبات علامت دار
    لطفا آموزش بعدی رو درمورد استفاده از اعداد اعشاری در vhdl و fixed point و float point قرار بدید.
    و اینکه چه موقع بهتر است از کدوم استفاده بشه
    به نظرم یکی از مباحث مهم و ابتدایی در پیاده سازی الگوریتم های پردازشی باشه

    مرسی

    پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      18 نوامبر، 2016 در 11:30 ب.ظ

      سلام، ممنون از شما.

      همانطور که شما هم اشاره کردید، این موضوع احتمالا مهمترین مساله در فرآیند پیاده‌سازی الگوریتم‌های پردازش سیگنال به کمک FPGA است و به همین دلیل هم در دوره “پردازش سیگنال با FPGA” به طور مفصل به آن پرداخته‌ام و حتما در برنامه‌های بعدی سایت هم مطالبی در این زمینه منتشر خواهم کرد.

      موفق باشید.

      پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      25 نوامبر، 2016 در 12:46 ق.ظ

      سلام مجدد،

      برنامه‌ای را که در مورد نحوه پیاده‌سازی محاسبات اعشاری وعده داده بودم در سایت منتشر کردم و می‌توانید از طریق لینک زیر آن را مشاهده کنید:

      پیاده‌سازی محاسبات اعشاری در FPGA
      موفق باشید.

      پاسخ
  • علی گفت:
    19 نوامبر، 2016 در 11:13 ق.ظ

    سلام
    از اینکه فیلم های آموزشی و مقالات با ارزشتون رو گذاشتید واقعا سپاسگذارم.
    من زبان VHDL رو یاد گرفتم. اما بنا به یک سری مشکلات که پیش آمده، دارم به verilog کوچ می کنم. از آنجایی که کارم پردازشی هست و تایمینگ برام مهمه، آیا ممکنه به مشکلات تایمینگ برخورد کنم یا اصلا ربطی نداره؟
    با تشکر

    پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      20 نوامبر، 2016 در 9:30 ق.ظ

      سلام،

      همانطور که خودتان هم اشاره کردید، این موضوع ربطی به اینکه از کدام زبان توضیف سخت‌افزاری استفاده می‌کنید ندارد. از نظر قابلیت‌های پیاده‌سازی، این دو زبان یکسان هستند.

      موفق باشید.

      پاسخ
  • پیاده‌سازی محاسبات اعشاری در FPGA - گروه مهندسی فراد اندیش گفت:
    22 نوامبر، 2016 در 7:29 ب.ظ

    […] برنامه ویدئویی قبلی که در سایت منتشر کردم، شما را با نحوه پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA آشنا کردم و در مورد نمایش اعداد علامتدار به روش مکمل دو […]

    پاسخ
  • hossein گفت:
    25 نوامبر، 2016 در 12:23 ق.ظ

    با تشکر عالی بود

    پاسخ
  • hadi گفت:
    6 ژانویه، 2018 در 11:48 ب.ظ

    با سلام و سپاس از زحماتتون. این برنامه ای که نوشتین ابا قابلیت سنتز دارد؟

    پاسخ
  • مهران گفت:
    25 فوریه، 2018 در 5:15 ب.ظ

    سلام جناب مهندس ثقفی

    من برای نجام پرژه ام نیاز به نمونه برداری از دو ورودی انالوگ با سرعت ۲۰۰ تا ۲۵۰ مگ همزمان نیاز دارم
    و باید این نمونه ها سیگنال پردازش و فیلتر و حذف نویز بشن و تعداد پالس های شمارش و همچنین مقدار پیک اندازه گیری شود(realtime).
    این کار یا dsp بهتره انجام میشه یا با fpga.
    و هچنین در دوره پردازش سیگنال به این توانایی پیاده سازی الگوریتم پردازش میرسم؟

    با تشکر

    پاسخ
    • احمد ثقفی احمد ثقفی گفت:
      26 مارس، 2018 در 1:17 ق.ظ

      سلام،

      برای اینکه مشخص شود آیا الگوریتمی را می‌توان مثلا با DSP پیاده‌سازی کرد، باید ببینید برای انجام یک بار محاسبات این الگوریتم چه مقدار محاسبات ریاضی لازم است و چه مقدار زمان برای انجام آن دارید. بعد از یافتن پاسخ این سوالات، باید ببنیید آیا تکنولوژی مورد نظر شما می‌تواند این حجم از محاسبات را در مدت زمان لازم انجام دهد یا خیر.

      پیشنهاد می‌کنم برای درک بهتر این موضوع، برنامه ویدئویی زیر را ببینید:

      چطور تکنولوژی مناسب برای پیاده‌سازی یک پروژه را انتخاب کنیم؟

      در دوره پردازش سیگنال با FPGA موضوعات مورد نظر شما آموزش داده می‌شود.

      موفق باشید.

      پاسخ
  • علی گفت:
    4 می، 2018 در 7:47 ب.ظ

    سلام .امن میخوام ضرب و جمع علامت دار بدم منتها به زبان verilog .ایا باید سینتکس خاصی را رعایت کنم ؟

    پاسخ
  • تبدیل mfile متلب به کد VHDL - گروه مهندسی فراد اندیش گفت:
    29 ژوئن، 2019 در 6:47 ب.ظ

    […] هم توجه کنید که در این برنامه، در مورد موضوعاتی مثل نحوه نمایش و پیاده‌سازی اعداد علامتدار در FPGA و یا نحوه پیاده‌سازی محاسبات اعشاری در […]

    پاسخ
  • پرطرفدارترین آموزش‌های رایگان فراد اندیش و ترتیب استفاده از آنها گفت:
    23 ژانویه، 2020 در 7:34 ق.ظ

    […] ۹. پیاده‌سازی محاسبات علامتدار در FPGA […]

    پاسخ