xilinx FPGA 除法器ip核（divider）的学习和仿真（Vivado）_vivado除法器ip核

在设计中，经常出现除法运算，实现方法：
1、移位操作
2、取模取余
3、调用除法器IP核
4、查找表

简单学习除法器IP。
网上很多IP翻译文档，不详细介绍，记录几个重要的点：
1、三种算法模式(不同模式所消耗的资源类型不同)

2、分清除数和被除数；余数模式的选择

3、延迟输出的周期可配置

除法器IP的关键信号:
可以看到仍然是axis接口，所以在给数据时候，仍遵循tready和tvaild握手则数据有效的原则

给定输入的除数以及被除数有效信号和数据，由于握手，所以只有在输出的对应tready信号准备好，才能给定输入的相关信号

代码如下：

`timescale 1ns / 1ps

module DIVIDE_IP(
    input                CLK                         ,
    input                RST                         ,
    output      [15:0]   REMINDER                    ,
    output      [17:0]   QUOEITINR     
    );
    
    reg           r_axis_divisor_tvalid  = 'b0      ;  
    reg  [15:0]   r_axis_divisor_tdata   = 'b0      ;  
    
    reg           r_axis_dividend_tvalid = 'b0     ; 
    reg  [23:0]   r_axis_dividend_tdata  = 'b0     ;
    
    wire [15:0]   s_axis_divisor_tdata             ;
    wire [23:0]   s_axis_dividend_tdata            ;    
    wire [39:0]   m_axis_dout_tdata                ;
    
    assign        s_axis_divisor_tvalid =  r_axis_divisor_tvalid ;
    assign        s_axis_divisor_tdata  =  r_axis_divisor_tdata  ;
    assign        s_axis_dividend_tvalid=  r_axis_dividend_tvalid;
    assign        s_axis_dividend_tdata =  r_axis_dividend_tdata ;
    
    assign        REMINDER              =  m_axis_dout_tdata[15:0]; //余数
    assign        QUOEITINR             =  m_axis_dout_tdata[39:16]; //商
    
   div_gen_0 u_div_gen_0 (
       .aclk                  (CLK                   ),    // input wire aclk
       .s_axis_divisor_tvalid (s_axis_divisor_tvalid ),    // input wire s_axis_divisor_tvalid
       .s_axis_divisor_tready (s_axis_divisor_tready ),    // output wire s_axis_divisor_tready
       .s_axis_divisor_tdata  (s_axis_divisor_tdata  ),    // input wire [15 : 0] s_axis_divisor_tdata
       .s_axis_dividend_tvalid(s_axis_dividend_tvalid),    // input wire s_axis_dividend_tvalid
       .s_axis_dividend_tready(s_axis_dividend_tready),    // output wire s_axis_dividend_tready
       .s_axis_dividend_tdata (s_axis_dividend_tdata ),    // input wire [23 : 0] s_axis_dividend_tdata
       .m_axis_dout_tvalid    (m_axis_dout_tvalid    ),    // output wire m_axis_dout_tvalid
       .m_axis_dout_tdata     (m_axis_dout_tdata     )     // output wire [39 : 0] m_axis_dout_tdata
);

     always @(posedge CLK)
     begin
         if(RST)
         begin
             r_axis_divisor_tvalid     <= 'b0;
             r_axis_divisor_tdata      <= 'd0; 
         end
         else if(s_axis_divisor_tready)
         begin
             r_axis_divisor_tvalid     <= 'b1;
             //r_axis_divisor_tdata      <= r_axis_divisor_tdata + 'd1; //除数
             r_axis_divisor_tdata      <= r_axis_divisor_tdata + 'd4; //除数
         end
         else
         begin
             r_axis_divisor_tvalid     <= 'b0;
             r_axis_divisor_tdata      <= 'd0; 
         end
     end

     always @(posedge CLK)
     begin
         if(RST)
         begin
             r_axis_dividend_tvalid     <= 'b0;
             r_axis_dividend_tdata      <= 'd0; //被除数
         end
         else if(s_axis_dividend_tready)
         begin
             r_axis_dividend_tvalid     <= 'b1;
             r_axis_dividend_tdata      <= r_axis_dividend_tdata + 'd5; //被除数
         end
         else 
         begin
             r_axis_dividend_tvalid     <= 'b0;
             r_axis_dividend_tdata      <= 'd0; //被除数
         end
     end
endmodule
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TB：

`timescale 1ns / 1ns

module DIVIDE_IP_TB;

    reg         CLK        ;
    reg         RST        ;

    DIVIDE_IP u_DIVIDE_IP(
        .CLK   (CLK       ),
        .RST   (RST       )
    );

    initial                    CLK = 1'b1;
    always    #10              CLK = ~CLK;
    
    initial begin
        RST           = 'b1;
        #100;
        RST           = 'b0;
    end
endmodule

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仿真情况：
无余数的情况，可以看到m_axis_dout_tvalid高时，对应的余数都是0

有余数的情况：

出现的问题：
IP输入信号出现高阻态。
如下图所示，给了正确的r_axis_divisor_tvalid、r_axis_divisor_tdata、r_axis_dividend_tvalid、r_axis_dividend_tdata信号，并将其赋值给除法器IP的输入s_axis_divisor_tvalid、s_axis_divisor_tdata、s_axis_dividend_tvalid、s_axis_dividend_tdata。
可以看到tvalid信号正常赋值，tdata却出现高阻态。
原因：赋值时，tvalid位宽1bit，可不定义直接赋值；但等于多bit位宽的tdata来说，赋值assign之前，需要先定义。

wire [15:0]   s_axis_divisor_tdata             
wire [23:0]   s_axis_dividend_tdata            
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以上简单记录除法器IP的使用方法，后续可应用。比如A / B的操作，若有余数则在商的基础上加1.若没有余数就是商。
这样我们就可以先调用除法器IP，得到商和余数。
判断，当余数==0时，r_tmp = 商，否则r_tmp = 商 + 'b1