data_pilot_insert.v

基于Xilinx+FPGA的OFDM通信系统基带设计-程序

module DATA_pilot_insertion(DPI_DIN_RE,DPI_DIN_IM,INDEX_IN,DPI_ND,DPI_START,DPI_RST,
                               DPI_CLK,DPI_RE,DPI_IM,DPI_RDY);
    input [7:0] DPI_DIN_RE;
    input [7:0] DPI_DIN_IM;
    input [5:0] INDEX_IN;
    input DPI_ND;
    input DPI_START;
    input DPI_RST;
    input DPI_CLK;
    output [7:0] DPI_RE;
    output [7:0] DPI_IM;
    output DPI_RDY;


//******************************************************************************//

    reg [7:0] DIN_RE;                           //输入数据实部缓存
    reg [7:0] DIN_IM;					   //输入数据虚部缓存
    reg ND;							   //输入使能信号寄存器
    reg [5:0] INDEX;					   //输入数据标号缓存
    reg [6:0] WA;                               //DPI_RAM_RE/IM的写地址缓存
    reg [7:0] RAMR_DIN;					   //DPI_RAM_RE的输入缓存
    reg [7:0] RAMI_DIN;					   //DPI_RAM_IM的输入缓存
    reg REN;                                    //DPI_RAM_RE/IM的读使能信号寄存器
    reg WEN;                                    //DPI_RAM_RE/IM的写使能信号寄存器
    reg WAC;                                    //DPI_RAM_RE/IM的写地址控制藕偶拇嫫?    reg PIEN;                                   //导频插入使能信号寄存器
    reg [3:0] STATE;              			   //导频插入处理状态机状态寄存器
    reg DOUT_EN;                                //模块输出使能信号寄存器
    reg [7:0] DPI_RE;					   //模块输出数据实部寄存器
    reg [7:0] DPI_IM;					   //模块输出数据虚部寄存器
    reg DPI_RDY;						   //模块输出有效信号寄存器

    wire [6:0] RA;                              //DPI_RAM_RE/IM的读地址信号
    wire [7:0]	RAMR_DOUT;                       //DPI_RAM_RE的输入信号
    wire [7:0]	RAMI_DOUT;                       //DPI_RAM_IM的输入信号
    wire RST;
    wire PPC_RST;

    assign RST=~DPI_RST;                       //IP core的复位信号，高电平有效
    assign PPC_RST=RST|DPI_START;               //DPI_PPC既由全局复位信号控制，在新帧输入时也需复位

/**********************************************************************************/
/****************************        输入信号缓存      ****************************/
//为保证模块所有输入信号同步，在模块输入端口为所有信号加1级缓存
always @ (negedge DPI_RST or posedge DPI_CLK)	   
if (!DPI_RST)								 
  begin
  DIN_RE<=8'b00000000;
  DIN_IM<=8'b00000000;
  ND<=1'b0;
  INDEX<=6'b000000;
  end

else
  begin
  if (DPI_ND)
    begin
    DIN_RE<=DPI_DIN_RE;
    DIN_IM<=DPI_DIN_IM;
    ND<=DPI_ND;
    INDEX<=INDEX_IN;
    end
  else 
    begin
    DIN_RE<=8'b00000000;
    DIN_IM<=8'b00000000;
    ND<=1'b0;
    INDEX<=6'b000000;
    end
  end

/**********************************************************************************/
/****************************       DPI_RAM实例化      ****************************/
//两块1024bits（128×8bits）的双口块RAM，作为模块的存储器（数据实部和虚部各用一块），
//存放调整好顺序的数据信号和导频信号。为了实时处理数据的需要，RAM的存储深度为两个
//symbol的长度，每两个symbol依次写入前一半和后一半的地址空间中，保证前一symbol的读出
//与后一symbol的写入不发生冲突

dpi_ram DPI_RAM_RE (	                               
    .addra(WA),
    .addrb(RA),
    .clka(DPI_CLK),
    .clkb(DPI_CLK),
    .dina(RAMR_DIN),
    .doutb(RAMR_DOUT),
    .enb(REN),
    .sinitb(RST),
    .wea(WEN));


dpi_ram DPI_RAM_IM (	                               
    .addra(WA),
    .addrb(RA),
    .clka(DPI_CLK),
    .clkb(DPI_CLK),
    .dina(RAMI_DIN),
    .doutb(RAMI_DOUT),
    .enb(REN),
    .sinitb(RST),
    .wea(WEN));

/**********************************************************************************/
/*******************      导频极性控制信号生成模块实例化      *********************/
//实际上是一个初始状态为全“1”的扰码器，用来生成导频极性控制信号，如果输出“0”，则
//意味着4个导频信号的极性为“1、1、1、-1”,若输出为“1”，则表明导频信号的极性应为“-1、
//1、1、1”。

SCRAMBLER DPI_PPC (
    .EN(ND),                                   //ND信号作为DPI_PPC的工作触发信号。需要DPI_PPC每一个symbol
    .RST(PPC_RST),						  //输出一个极性控制信号，而ND每个Symbol拉高1次，且比DPI_START
    .OUT(PPC_OUT));						  ////(用来控制DPI_PPC的复位)晚一个周期拉高。


/**********************************************************************************/
/*******************        数据顺序调整和导频信号插入      ***********************/

always @ (negedge DPI_RST or posedge DPI_CLK)	   
if (!DPI_RST)								 
  begin
  WAC<=1'b0;
  WA<=7'b0000000;
  WEN<=1'b0;
  RAMR_DIN<=8'b00000000;
  RAMI_DIN<=8'b00000000;
  PIEN<=1'b0;
  STATE<=4'b0001;
  REN<=1'b0;
  DOUT_EN<=1'b0;
  
  end

else
  begin
  if (ND)                                         //在输入使能信号的控制下，待处理数据经过地址变换后写入DPI_RAM_RE/IM
    begin									
    WA[6]<=WAC;							//将WAC信号作为RAM写地址缓存的最高位以控制数据写入RAM的不同部分，WAC			
    case (INDEX)               				//为0时写入RAM的低64bytes，反之，写入RAM的高64bytes	
	 0,1,2,3,4 :						     //对输入数据标识INDEX进行处理生成相应数据的写地址，从而将输入数据按照
      WA[5:0]<=INDEX+38 ; 					//所需调整的顺序直接写入RAMs中
      5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 :
      WA[5:0]<=INDEX+39 ;
      18,19,20,21,22,23 : 
      WA[5:0]<=INDEX+40 ;
      24,25,26,27,28,29 :
      WA[5:0]<=INDEX-23 ; 
      30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42 :
      WA[5:0]<=INDEX-22 ;
      43,44,45,46,47 : 
      WA[5:0]<=INDEX-21 ;
      default :
      WA[5:0]<=0;
    endcase
    	 
    WEN<=1'b1;                                    //生成写地址信号的同时，将写使能信号置高，并将数据写入RAMs的数据写入寄存器             
    RAMR_DIN<=DIN_RE;
    RAMI_DIN<=DIN_IM;
    if (INDEX==47)
      PIEN<=1'b1;		 				     //数据写入操作完成后，将PIEN拉高，模块开始进行导频插入操作                    
    end
    									     
  else if (PIEN)	 							//在PIEN的控制下，导频信号被写入RAM的相应地址空间中	                                                        
    if (!PPC_OUT)					          //具体插入导频的极性由PPC_OUT控制，其值为0时插入1、-1、1、1
    	 case (STATE)							//插入过程由一个Moore有限状态机来实现 		             
	   4'b0001:							//STATE为4'b0001、4'b0010、4'b0100、4'b1000时，将各个状态应插入的导频信号及其对应
	   begin								//的地址信号写入RAM的写入寄存器和写地址寄存器中，同时将写使能信号拉高，状态也相应
	   WA[5:0]<=7;						     //转入下一个
	   RAMR_DIN<=8'b01000000;
        RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b0010;
	   end
	   4'b0010:
	   begin
	   WA[5:0]<=21;
	   RAMR_DIN<=8'b11000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;	   
	   STATE<=4'b0100;
	   end
	   4'b0100:
	   begin
	   WA[5:0]<=43;
	   RAMR_DIN<=8'b01000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b1000;
	   end
	   4'b1000:
	   begin
	   WA[5:0]<=57;
	   RAMR_DIN<=8'b01000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b0001;
	   PIEN<=1'b0;						     //第4个导频输入完成时，WAC取反，准备下一Symbol数据的输入，同时将导频插入使能信号
	   REN<=1'b1;							//拉低，完成这个symbol的导频插入操作。并将读使能信号拉高，以开始完成处理的数据的
	   WAC<=~WAC;							//输出
	   end
      endcase
    else                                          //PPC_OUT为1时插入-1、1、-1、-1
      case (STATE)
	   4'b0001:
	   begin
	   WA[5:0]<=7;
	   RAMR_DIN<=8'b11000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b0010;
	   end
	   4'b0010:
	   begin
	   WA[5:0]<=21;
	   RAMR_DIN<=8'b01000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b0100;
	   end
	   4'b0100:
	   begin
	   WA[5:0]<=43;
	   RAMR_DIN<=8'b11000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b1000;
	   end
	   4'b1000:
	   begin
	   WA[5:0]<=57;
	   RAMR_DIN<=8'b11000000;
	   RAMI_DIN<=8'b00000000;
	   STATE<=4'b0001;
	   PIEN<=1'b0;
	   REN<=1'b1;
	   WAC<=~WAC;
	   end
	 endcase	   	 
    else 
      begin
      WA[5:0]<=10'b000000;
	 WEN<=1'b0;														                                       
	 RAMR_DIN<=8'b00000000;
	 RAMI_DIN<=8'b00000000;
      end

    if (RA==63 || RA==127)                        //根据读地址信号判断读操作是否完成，以将读使能信号拉低。注意，由于每2个symbol  
      REN<=1'b0;						     //的数据共用一个存储器，所以它们的读操作完成对应不同的RA值								              

  if (REN)                                        //数据读出存储器
    DOUT_EN<=1'b1;  				          //在读出使能信号的控制下RAM开始输出数据，同时将输出使能信号拉高。因为IP核输出
  else								     //数据刚好比读使能信号晚一个时钟，因此与第一级输出使能信号同步
    DOUT_EN<=1'b0;

  end

/**********************************************************************************/
/****************************       DPI_COUNT实例化    ****************************/
//周期为128的计数器单元，输出计数信号作为DPI_RAM的读地址信号，帮助完成处理的数据依次读出

counter_128 DPI_RAGEN (
    .Q(RA),                                       //计数器单元的输出作为RAMs的读地址信号，控制数据按顺序读出 
    .CLK(DPI_CLK),
    .CE(REN),								//读使能信号作为计数器单元的时钟使能信号以控制其工作
    .ACLR(RST));

/**********************************************************************************/
/****************************        数据输出控制      ****************************/

always @ (negedge DPI_RST or posedge DPI_CLK)	   
if (!DPI_RST)								 
  begin
  DPI_RE<=8'b00000000;
  DPI_IM<=8'b00000000;
  DPI_RDY<=1'b0;
  end

else
  begin
  if (DOUT_EN)                                   //数据数出       
    begin									//在输出使能信号的控制下将数据DINT_RAM_2输出的数据写入其
    DPI_RE<=RAMR_DOUT;						//输出寄存器中，同时将这一级的输出有效信号拉高
    DPI_IM<=RAMI_DOUT;
    DPI_RDY<=1'b1;
    end
  else 
    begin
    DPI_RE<=8'b00000000;
    DPI_IM<=8'b00000000;
    DPI_RDY<=1'b0;
    end
  end		


endmodule