来自RAM深度的地址宽度是什么意思？

Question

我正在实现一个可配置的DPRAM，其中RAM深度是参数。

如何从RAM深度确定地址宽度？

我知道RAM深度和地址宽度之间的关系是RAM深度 = 2 ^ (地址宽度)

即地址宽度 = log (以2为底) RAM深度。

如何在Verilog中实现以2为底的对数函数？

- Ashwini

Answer 1

$clog2 系统任务是被添加到 SystemVerilog 扩展的 Verilog（IEEE 标准 1800-2005）中的。它返回一个整数，该整数的值为以2为底的对数向上取整的结果。DEPT可以不是2的幂。

module tb;

parameter DEPTH = 5;
parameter WIDTH = $clog2(DEPTH);

initial begin
    $display("d=%0d, w=%0d", DEPTH, WIDTH);
    #5 $finish;
end

endmodule

运行模拟将显示如下内容：

d=5, w=3

不过，我不知道是否有一种综合工具支持 $clog2。如果你需要综合你的代码，你可以使用一个 function。这是从 IEEE 1364-2001 Std 复制的，但网络上也有其他版本。

function integer clogb2;
    input [31:0] value;
    begin
        value = value - 1;
        for (clogb2 = 0; value > 0; clogb2 = clogb2 + 1) begin
            value = value >> 1;
        end
    end
endfunction

根据我的经验，在可综合代码中使用function会带来比它所值得的更多的麻烦。这可能会影响设计流程中的其他工具（如linters、等价性检查器等）。

- toolic

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由于这个答案发布已经有几年了，我想指出现在（至少一些）综合工具已经支持 $clog2。如果你的工具不支持它，我建议你尝试请求支持，因为它是一个非常有用的函数。 - nguthrie

确认了 icestorm 可以综合 $clog2。 - Jonathan Schneider

最近的Quartus版本支持这个功能。但是我发现像Incisive IUS这样的模拟器存在问题。 - sebs

Answer 2

虽然 $clog2 是正确的答案，但在工具供应商跟进之前，您可以实现自己的 clog2 函数作为 verilog-2001 宏，这将适用于所有综合和仿真工具。

例如:

`define CLOG2(x) \
   (x <= 2) ? 1 : \
   (x <= 4) ? 2 : \
   (x <= 8) ? 3 : \
   (x <= 16) ? 4 : \
   (x <= 32) ? 5 : \
   (x <= 64) ? 6 : \
   ..etc, as far as you need to go..
   (x <= 4294967296) ? 32 : \
   -1

parameter FOO_MAX_VALUE = 42;
parameter FOO_WIDTH = `CLOG2(FOO_MAX_VALUE);

当最终的"-1"被用于产生一个非法值时，模拟器应该发出警报。

(晚期编辑：哎呀，我修复了我的偏移错误！)

- Jonathan Mayer

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它能工作...但是它很粗糙和杂乱无章；这让我想起了我曾经看过的一个C代码片段，其中程序员需要知道一个数字是否为偶数，因此他将其与0到100之间的所有偶数进行比较。 - Kaiser Keister

微妙的差别在于，你的第一个版本计算了位宽；而你的修改计算了以2为底的对数的上限。因此，这两个算法都很有用。也许你可以编辑你的帖子来展示它们，即CLOG2(x)和BIT_WIDTH(x)。 - tim