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ad59f40a9d | ||
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5f98346282 | ||
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ab92a0c8a8 |
@@ -1,2 +0,0 @@
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*.asv
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||||||
matlab/sample_code_.m
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||||||
+54
-54
@@ -83,33 +83,33 @@ set_property PACKAGE_PIN L1 [get_ports {led[15]}]
|
|||||||
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[15]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {led[15]}]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
##7 segment display
|
#7 segment display
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN W7 [get_ports {seg[0]}]
|
set_property PACKAGE_PIN W7 [get_ports {seg[0]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[0]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[0]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN W6 [get_ports {seg[1]}]
|
set_property PACKAGE_PIN W6 [get_ports {seg[1]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[1]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[1]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN U8 [get_ports {seg[2]}]
|
set_property PACKAGE_PIN U8 [get_ports {seg[2]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[2]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[2]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN V8 [get_ports {seg[3]}]
|
set_property PACKAGE_PIN V8 [get_ports {seg[3]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[3]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[3]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN U5 [get_ports {seg[4]}]
|
set_property PACKAGE_PIN U5 [get_ports {seg[4]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[4]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[4]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN V5 [get_ports {seg[5]}]
|
set_property PACKAGE_PIN V5 [get_ports {seg[5]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[5]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[5]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN U7 [get_ports {seg[6]}]
|
set_property PACKAGE_PIN U7 [get_ports {seg[6]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[6]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seg[6]}]
|
||||||
|
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN V7 [get_ports dp]
|
set_property PACKAGE_PIN V7 [get_ports dp]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports dp]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports dp]
|
||||||
|
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN U2 [get_ports {an[0]}]
|
set_property PACKAGE_PIN U2 [get_ports {an[0]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[0]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[0]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN U4 [get_ports {an[1]}]
|
set_property PACKAGE_PIN U4 [get_ports {an[1]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[1]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[1]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN V4 [get_ports {an[2]}]
|
set_property PACKAGE_PIN V4 [get_ports {an[2]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[2]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[2]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN W4 [get_ports {an[3]}]
|
set_property PACKAGE_PIN W4 [get_ports {an[3]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[3]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {an[3]}]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
##Buttons
|
##Buttons
|
||||||
@@ -237,35 +237,35 @@ set_property PACKAGE_PIN N1 [get_ports {JXADC[7]}]
|
|||||||
|
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||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
##VGA Connector
|
#VGA Connector
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN G19 [get_ports {vgaRed[0]}]
|
set_property PACKAGE_PIN G19 [get_ports {vgaRed[0]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[0]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[0]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN H19 [get_ports {vgaRed[1]}]
|
set_property PACKAGE_PIN H19 [get_ports {vgaRed[1]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[1]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[1]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN J19 [get_ports {vgaRed[2]}]
|
set_property PACKAGE_PIN J19 [get_ports {vgaRed[2]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[2]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[2]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN N19 [get_ports {vgaRed[3]}]
|
set_property PACKAGE_PIN N19 [get_ports {vgaRed[3]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[3]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[3]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN N18 [get_ports {vgaBlue[0]}]
|
set_property PACKAGE_PIN N18 [get_ports {vgaBlue[0]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[0]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[0]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN L18 [get_ports {vgaBlue[1]}]
|
set_property PACKAGE_PIN L18 [get_ports {vgaBlue[1]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[1]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[1]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN K18 [get_ports {vgaBlue[2]}]
|
set_property PACKAGE_PIN K18 [get_ports {vgaBlue[2]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[2]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[2]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN J18 [get_ports {vgaBlue[3]}]
|
set_property PACKAGE_PIN J18 [get_ports {vgaBlue[3]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[3]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[3]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN J17 [get_ports {vgaGreen[0]}]
|
set_property PACKAGE_PIN J17 [get_ports {vgaGreen[0]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[0]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[0]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN H17 [get_ports {vgaGreen[1]}]
|
set_property PACKAGE_PIN H17 [get_ports {vgaGreen[1]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[1]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[1]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN G17 [get_ports {vgaGreen[2]}]
|
set_property PACKAGE_PIN G17 [get_ports {vgaGreen[2]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[2]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[2]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN D17 [get_ports {vgaGreen[3]}]
|
set_property PACKAGE_PIN D17 [get_ports {vgaGreen[3]}]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[3]}]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[3]}]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN P19 [get_ports Hsync]
|
set_property PACKAGE_PIN P19 [get_ports Hsync]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Hsync]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Hsync]
|
||||||
#set_property PACKAGE_PIN R19 [get_ports Vsync]
|
set_property PACKAGE_PIN R19 [get_ports Vsync]
|
||||||
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Vsync]
|
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Vsync]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
##USB-RS232 Interface
|
##USB-RS232 Interface
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,5 +1,21 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
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// Date - 04.04.2020
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|
// Project name - Audio FFT on FPGA
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|
// Module name - JXADC PMOD connector output
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//
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// Detailed module description:
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// This module outputs signals to JXADC PMOD
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// This module outputs signals to JXADC PMOD
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// where logic analyzer are conected.
|
// where logic analyzer are conected.
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|
// Port is connected to logic analizer
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|
//
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|
// Revision:
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// A - initial design
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// B -
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// C -
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//
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///////////////////////////////////////////////////////////////////
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module JXADC_controler (
|
module JXADC_controler (
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||||||
input ch0,
|
input ch0,
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||||||
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|||||||
@@ -2,25 +2,10 @@
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|||||||

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# Audio effects on FPGA
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# Audio FFT on FPGA
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Audio effect synthesizer on FPGA
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Audio FFT on FPGA
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||||||
Audio hardware
|
Audio hardware
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|
 
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i2s timing diagram from PulseView
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Top module
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Edited effect control module - now it has input and output FIFO memory
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IO module
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||||||
Effects module with one clipping effect
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|||||||
+16
-5
@@ -1,11 +1,22 @@
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|||||||
// Code from:
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/////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||||
// Vivado Design Suite
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// Author - Imants Pulkstenis
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// User Guide
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// Date - 04.04.2020
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// Synthesis
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// Project name - Audio FFT on FPGA
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// Module name - Dual-Port Block RAM
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|
//
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||||||
|
// Detailed module description:
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||||||
|
// Code from: Vivado Design Suite User Guide Synthesis
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||||||
// UG901 (v2018.3) December 19, 2018
|
// UG901 (v2018.3) December 19, 2018
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// Dual-Port Block RAM with Two Write Ports
|
// Dual-Port Block RAM with Two Write Ports
|
||||||
// File: blobkram.v
|
// File: blobkram.v
|
||||||
|
//
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||||||
|
// Revision:
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||||||
|
// A - initial design
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||||||
|
// B -
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||||||
|
// C -
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||||||
|
//
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||||||
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///////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||||
|
|
||||||
module rams_tdp_rf_rf #( parameter
|
module rams_tdp_rf_rf #( parameter
|
||||||
DEPTH = 16,
|
DEPTH = 16,
|
||||||
|
|||||||
-107
@@ -1,107 +0,0 @@
|
|||||||
module clipping_effect #( parameter
|
|
||||||
data_width = 16 // data width
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
input clk,
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input signed [data_width-1: 0] i_data,
|
|
||||||
output signed [data_width-1: 0] o_data,
|
|
||||||
input signed [data_width-1: 0] i_treshhold,
|
|
||||||
input i_read_done,
|
|
||||||
output o_read_enable,
|
|
||||||
output o_data_valid,
|
|
||||||
input i_data_ready
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
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||||||
//-------------Internal Constants---------------------------
|
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||||||
localparam [1:0] IDLE = 'd0,
|
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||||||
CLIP = 'd1,
|
|
||||||
OUTPUT = 'd2,
|
|
||||||
CLEAR = 'd3;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg [1:0] r_state=IDLE, r_next=IDLE;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg signed [data_width-1: 0] r_data = 'b0;
|
|
||||||
reg [data_width-1: 0] r_treshhold_p = 'b0;
|
|
||||||
reg [data_width-1: 0] r_treshhold_n = 'b0;
|
|
||||||
reg r_read_enable = 0;
|
|
||||||
reg r_data_valid = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_read_enable = r_read_enable;
|
|
||||||
assign o_data_valid = r_data_valid;
|
|
||||||
assign o_data = r_data;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//---------state register sequential always block-----------
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
if (~reset) begin
|
|
||||||
r_state <= r_next;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
//----next state & outputs, combinational always block------
|
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||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
if (reset) begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
case(r_state)
|
|
||||||
IDLE : begin
|
|
||||||
if (i_data_ready == 1) begin
|
|
||||||
r_next <= CLIP;
|
|
||||||
r_data <= i_data;
|
|
||||||
r_treshhold_p <= i_treshhold;
|
|
||||||
r_treshhold_n <= (~i_treshhold) + 1; // two compliment
|
|
||||||
r_read_enable <= 0;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_enable <= 1; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
CLIP : begin
|
|
||||||
case (r_data[data_width-1])
|
|
||||||
0 : begin // positive number
|
|
||||||
if (r_data > r_treshhold_p) begin
|
|
||||||
r_data <= r_treshhold_p; end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
1 : begin // negative number
|
|
||||||
if (r_data < r_treshhold_n) begin
|
|
||||||
r_data <= r_treshhold_n; end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0; // read disable
|
|
||||||
end
|
|
||||||
OUTPUT : begin
|
|
||||||
if (i_read_done == 1) begin
|
|
||||||
r_next <= CLEAR;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
r_data_valid <= 1;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0; // read disable
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
CLEAR : begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
r_read_enable <= 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
default: begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE; // on error
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,85 +0,0 @@
|
|||||||
// This file is Test Bench for clipping module
|
|
||||||
//
|
|
||||||
//
|
|
||||||
|
|
||||||
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
|
||||||
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
|
||||||
//`timescale [time unit] / [time precision]
|
|
||||||
`timescale 10 ns / 1ns
|
|
||||||
|
|
||||||
//sub modules
|
|
||||||
`include "clipping.v"
|
|
||||||
|
|
||||||
module clipping_tb#( parameter
|
|
||||||
data_width = 16 // data width
|
|
||||||
)();
|
|
||||||
|
|
||||||
reg clk = 1'b0;
|
|
||||||
reg signed [data_width-1 : 0] i_data = 'b0;
|
|
||||||
reg i_read_done = 0;
|
|
||||||
reg i_data_ready = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// 50% duty cycle clock
|
|
||||||
always #0.5 clk <= ~clk;
|
|
||||||
|
|
||||||
clipping_effect #(
|
|
||||||
.data_width(data_width) // data width
|
|
||||||
) UUT (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.reset(1'b0),
|
|
||||||
.i_treshhold( 16'haff ),
|
|
||||||
.i_data(i_data),
|
|
||||||
.i_read_done(i_read_done), // read done from effects controler
|
|
||||||
.i_data_ready(i_data_ready),
|
|
||||||
.o_data(),
|
|
||||||
.o_read_enable(),
|
|
||||||
.o_data_valid()
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#030;
|
|
||||||
i_data = 'haaa;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data_ready = 1;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = 'h0fa;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = -16'd3000;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = 852;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#030_000;
|
|
||||||
$display("*");
|
|
||||||
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("Use this command to open timing diagram:");
|
|
||||||
$display("gtkwave -f wave.vcd");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$finish();
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" Starting Testbench...");
|
|
||||||
$dumpfile("wave.vcd");
|
|
||||||
$dumpvars(0);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,11 +1,24 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
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|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - clock divider
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
// This module devide FPGA input clock
|
// This module devide FPGA input clock
|
||||||
// by DIVIDER. Result is 50% duty cicle
|
// by DIVIDER. Result is 50% duty cicle
|
||||||
// pulses.
|
// pulses.
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
|
||||||
module clock_divider #(
|
module clock_divider #(
|
||||||
parameter DIVIDER =2,
|
parameter WIDTH =2,
|
||||||
parameter WIDTH =2
|
parameter DIVIDER =(2**WIDTH)
|
||||||
) (
|
) (
|
||||||
input clk_in,
|
input clk_in,
|
||||||
output clk_out);
|
output clk_out);
|
||||||
@@ -1,40 +0,0 @@
|
|||||||
// `timescale [time unit] / [time precision]
|
|
||||||
`timescale 10 ps / 1 ps
|
|
||||||
|
|
||||||
`include "clock_divider_param.v"
|
|
||||||
|
|
||||||
module clock_divider_param_tb ();
|
|
||||||
|
|
||||||
reg clk = 1'b0;
|
|
||||||
wire enable;
|
|
||||||
|
|
||||||
always #1 clk <= ~clk;
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
#100;
|
|
||||||
$finish();
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" Starting Testbench...");
|
|
||||||
$dumpfile("wave.vcd");
|
|
||||||
$dumpvars(0);
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
clock_divider #(
|
|
||||||
.DIVIDER(2),
|
|
||||||
.WIDTH(2)
|
|
||||||
) test_unit1 (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.enable(enable)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,31 +0,0 @@
|
|||||||
// This module devide FPGA input clock
|
|
||||||
// by DIVIDER.
|
|
||||||
//
|
|
||||||
//
|
|
||||||
module clock_enable_param #(
|
|
||||||
parameter WAIT =1,
|
|
||||||
parameter WIDTH =1
|
|
||||||
) (
|
|
||||||
input clk,
|
|
||||||
output enable);
|
|
||||||
|
|
||||||
reg state=1'b0;
|
|
||||||
reg [WIDTH-1:0] counter = 1'b0 ;
|
|
||||||
|
|
||||||
always@(posedge clk)begin
|
|
||||||
if(counter == 0)begin
|
|
||||||
if (state == 1) begin
|
|
||||||
state <= 0;
|
|
||||||
counter <= WAIT - 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
state <= 1;
|
|
||||||
counter <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else counter <= counter -1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
assign enable = state;
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,61 +0,0 @@
|
|||||||
`include "clock_enable_param.v"
|
|
||||||
|
|
||||||
module clock_enable_tb();
|
|
||||||
|
|
||||||
reg clk = 1'b0;
|
|
||||||
wire enable0;
|
|
||||||
wire enable1;
|
|
||||||
wire enable2;
|
|
||||||
wire enable3;
|
|
||||||
|
|
||||||
always #1 clk <= ~clk;
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
#100;
|
|
||||||
$finish();
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" Starting Testbench...");
|
|
||||||
$dumpfile("wave.vcd");
|
|
||||||
$dumpvars(0);
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
clock_enable_param test_unit0(
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.enable(enable0)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
clock_enable_param #(
|
|
||||||
.WAIT(2),
|
|
||||||
.WIDTH(4)
|
|
||||||
) test_unit1(
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.enable(enable1)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
clock_enable_param #(
|
|
||||||
.WAIT(3),
|
|
||||||
.WIDTH(8)
|
|
||||||
)test_unit2(
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.enable(enable2)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
clock_enable_param #(
|
|
||||||
.WAIT(9),
|
|
||||||
.WIDTH(8)
|
|
||||||
)test_unit3(
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.enable(enable3)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,3 +1,18 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - Flip-Flop
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
// Simple Flip-Flop
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
module d_flipflop_sync_rst(
|
module d_flipflop_sync_rst(
|
||||||
input D,
|
input D,
|
||||||
output reg Q,
|
output reg Q,
|
||||||
|
|||||||
+17
-1
@@ -1,4 +1,20 @@
|
|||||||
module debounce_switch(
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - Debounce switch
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
// This is Debounce switch module.
|
||||||
|
// It toggles output only when input is in
|
||||||
|
// HIGH or LOW state atleast for 10ms
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////module debounce_switch(
|
||||||
input clk,
|
input clk,
|
||||||
input i_switch,
|
input i_switch,
|
||||||
output o_switch);
|
output o_switch);
|
||||||
|
|||||||
+15
-2
@@ -1,6 +1,19 @@
|
|||||||
// This file is Test Bench for top_vga_mem module
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
//
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - Test Bench for debounce switch
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
// This file is Test Bench for debounce switch module
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
|
||||||
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
||||||
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,108 +0,0 @@
|
|||||||
module effect_controler #( parameter
|
|
||||||
d_width = 24, // data width
|
|
||||||
address_width = 4, //
|
|
||||||
ram_depth = 16, //
|
|
||||||
memory_d_width = 16 //
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
input mclk, // io_module clock
|
|
||||||
input clk, // main clock
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input signed [d_width-1: 0] i_l_data,
|
|
||||||
input signed [d_width-1: 0] i_r_data, // not used
|
|
||||||
output signed [d_width-1: 0] o_l_data,
|
|
||||||
output signed [d_width-1: 0] o_r_data,
|
|
||||||
|
|
||||||
output o_read_done, // read done from effects module
|
|
||||||
output o_read_ready, // ready read from effects module
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
input [1:0] sw, // effect control swiches
|
|
||||||
|
|
||||||
output signed [memory_d_width-1: 0] o_data_to_eff, // Data output to effects module
|
|
||||||
output o_data_valid, // data valid to read (FIFO not empty). data valid signal to effect module
|
|
||||||
input i_read_enable, // enable read from input fifo
|
|
||||||
input signed [memory_d_width-1: 0] i_data_from_eff_sw0, // Data output to effects module
|
|
||||||
input signed [memory_d_width-1: 0] i_data_from_eff_sw1, // Data output to effects module
|
|
||||||
|
|
||||||
input i_dv_from_eff // data valid to read (FIFO not empty). data valid signal to effect module
|
|
||||||
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
wire signed [memory_d_width-1: 0] w_o_data; //output data to io_module
|
|
||||||
|
|
||||||
//wire signed [memory_d_width-1: 0] w_o_data_eff; //output data to effects module
|
|
||||||
|
|
||||||
wire w_empty_in, w_full_in;
|
|
||||||
wire w_empty_out, w_full_out;
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [memory_d_width-1:0] w_data_to_fifo; // wire connets mixer to output fifo
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [address_width-1:0] w_data_fill_input; // shows how full are in FIFO memmory for intput
|
|
||||||
wire [address_width-1:0] w_data_fill_output; // shows how full are in FIFO memmory for output
|
|
||||||
|
|
||||||
wire w_data_valid_to_fifo; // data valid to write output FIFO from mixer
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_l_data [ d_width-1 : d_width - memory_d_width ] = w_o_data; // only left chanal are used in controler
|
|
||||||
assign o_r_data [ d_width-1 : d_width - memory_d_width ] = w_o_data; // same as left
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_data_valid = ~w_empty_in;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Input FIFO
|
|
||||||
sync_fifo #(
|
|
||||||
.ram_depth(ram_depth), // ram memory depth
|
|
||||||
.address_width(address_width), // ram memory address width
|
|
||||||
.data_width(memory_d_width) // memory data width
|
|
||||||
) fifo_input (
|
|
||||||
.data_out(o_data_to_eff),
|
|
||||||
.full(w_full_in),
|
|
||||||
.empty(w_empty_in),
|
|
||||||
.data_fill(w_data_fill_input),
|
|
||||||
.data_in(i_l_data[ d_width-1 : d_width - memory_d_width ]),
|
|
||||||
.w_clk(mclk),
|
|
||||||
.r_clk(clk),
|
|
||||||
.reset(reset),
|
|
||||||
.wr_en( w_full_in ? 1'b0 : 1'b1 ), // checking is FIFO full
|
|
||||||
.rd_en( w_empty_in ? 1'b0 : i_read_enable ) // checking is FIFO empty
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Output FIFO
|
|
||||||
sync_fifo #(
|
|
||||||
.ram_depth(ram_depth), // ram memory depth
|
|
||||||
.address_width(address_width), // ram memory address width
|
|
||||||
.data_width(memory_d_width) // memory data width
|
|
||||||
) fifo_output (
|
|
||||||
.data_out(w_o_data),
|
|
||||||
.full(w_full_out),
|
|
||||||
.empty(w_empty_out),
|
|
||||||
.data_fill(w_data_fill),
|
|
||||||
.data_in(w_data_to_fifo),
|
|
||||||
.w_clk(clk),
|
|
||||||
.r_clk(mclk),
|
|
||||||
.reset(reset),
|
|
||||||
.wr_en( w_data_valid_to_fifo ), // checking of FIFO full are performing mixer module
|
|
||||||
.rd_en( w_empty_out ? 1'b0 : 1'b1 ) // checking is FIFO empty
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Effect mixer, performs audio data merging
|
|
||||||
effect_mixer #(
|
|
||||||
.data_width(memory_d_width) // memory data width
|
|
||||||
) effect_mixer (
|
|
||||||
.sw(sw),
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.reset(reset),
|
|
||||||
.i_fifo_full(w_full_out),
|
|
||||||
.o_read_done(o_read_done), // read from effect module done
|
|
||||||
.o_read_ready(o_read_ready), // ready to read from effect module
|
|
||||||
.o_data(w_data_to_fifo), // data to output FIFO memory
|
|
||||||
.o_data_valid(w_data_valid_to_fifo),
|
|
||||||
.i_dv_from_eff(i_dv_from_eff),
|
|
||||||
.i_data_from_eff_sw0(i_data_from_eff_sw0), // Data output to effects module
|
|
||||||
.i_data_from_eff_sw1(i_data_from_eff_sw1)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
-130
@@ -1,130 +0,0 @@
|
|||||||
module effect_mixer #( parameter
|
|
||||||
data_width = 16 // data width
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
input clk,
|
|
||||||
input [1:0] sw,
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input i_fifo_full,
|
|
||||||
output signed [data_width-1: 0] o_data,
|
|
||||||
output o_read_done, // read from effect module done
|
|
||||||
output o_read_ready, // ready to read from effect module
|
|
||||||
output o_data_valid, // data valit to write in FIFO memory
|
|
||||||
input i_dv_from_eff,
|
|
||||||
input signed [data_width-1: 0] i_data_from_eff_sw0, // Data output to effects module
|
|
||||||
input signed [data_width-1: 0] i_data_from_eff_sw1
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
//-------------Internal Constants---------------------------
|
|
||||||
localparam [2:0] IDLE = 'd0,
|
|
||||||
ADD = 'd1,
|
|
||||||
NORM = 'd2,
|
|
||||||
OUTPUT = 'd3;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg [2:0] r_state=IDLE, r_next=IDLE;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg signed [data_width-1: 0] r_data_sw0 = 'b0;
|
|
||||||
reg signed [data_width-1: 0] r_data_sw1 = 'b0;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg signed [data_width: 0] r_data_add = 'b0;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg signed [data_width-1: 0] r_data_norm = 'b0;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg r_read_done = 0;
|
|
||||||
reg r_read_ready = 0;
|
|
||||||
reg r_data_valid = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_read_done = r_read_done;
|
|
||||||
assign o_data_valid = r_data_valid;
|
|
||||||
assign o_data = r_data_norm;
|
|
||||||
assign o_read_ready = r_read_ready;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//---------state register sequential always block-----------
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
if (reset == 1) begin
|
|
||||||
// clear state
|
|
||||||
r_state <= IDLE;
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_state <= r_next;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
//----next state & outputs, combinational always block------
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
|
|
||||||
case(r_state)
|
|
||||||
IDLE : begin
|
|
||||||
if (i_dv_from_eff == 1) begin
|
|
||||||
r_next <= ADD;
|
|
||||||
r_data_sw0 <= i_data_from_eff_sw0;
|
|
||||||
r_data_sw1 <= i_data_from_eff_sw1;
|
|
||||||
r_data_norm <= 'b0;
|
|
||||||
r_read_done <= 1;
|
|
||||||
r_read_ready <= 0;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_ready <= 1; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
ADD : begin
|
|
||||||
case ( sw )
|
|
||||||
0 : begin // off all sound
|
|
||||||
r_data_add <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
1 : begin // no effect only
|
|
||||||
r_data_add <= r_data_sw0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
2 : begin // clipping effect only
|
|
||||||
r_data_add <= r_data_sw1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
3 : begin // no effect and clipping effect
|
|
||||||
r_data_add <= r_data_sw0 + r_data_sw1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
r_next <= NORM;
|
|
||||||
r_read_done <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
NORM : begin
|
|
||||||
case ( sw )
|
|
||||||
0 : begin // off all sound
|
|
||||||
r_data_norm <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
1 : begin // no effect only
|
|
||||||
r_data_norm <= r_data_add[data_width-1: 0];
|
|
||||||
end
|
|
||||||
2 : begin // clipping effect only
|
|
||||||
r_data_norm <= r_data_add[data_width-1: 0];
|
|
||||||
end
|
|
||||||
3 : begin // no effect and clipping effect
|
|
||||||
r_data_norm <= r_data_add[data_width : 1] ; // Shift Right
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
OUTPUT : begin
|
|
||||||
if ((i_fifo_full == 1) & (i_dv_from_eff == 1)) begin // wait for FIFO memory and data valid in effect module
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
r_read_done <= 0;
|
|
||||||
r_read_ready <= 0;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_ready <= 0; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 1; // data valid to write in FIFO
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
default: r_next <= IDLE; // on error
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,73 +0,0 @@
|
|||||||
module effect_module #( parameter
|
|
||||||
d_width = 16 // data width
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
input clk,
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input [1:0] sw, // effect control switches
|
|
||||||
input [13:0] i_treshhold, // treshhold from switches
|
|
||||||
input i_data_ready, // data ready to read
|
|
||||||
input signed [d_width-1: 0] i_data, // data input form effect controler
|
|
||||||
input i_read_done, // read done from effects controler
|
|
||||||
|
|
||||||
output o_data_valid,
|
|
||||||
output o_read_enable,
|
|
||||||
// SW0 no effect
|
|
||||||
output signed [d_width-1: 0] o_data_sw0, // data output form effect controler
|
|
||||||
// SW1 clipping effect
|
|
||||||
output signed [d_width-1: 0] o_data_sw1 // data output form effect controler
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Wires for cliping effect
|
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] w_data_sw0;
|
|
||||||
wire w_read_enable_sw0;
|
|
||||||
wire w_data_valid_sw0;
|
|
||||||
|
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] w_data_sw1;
|
|
||||||
wire w_read_enable_sw1;
|
|
||||||
wire w_data_valid_sw1;
|
|
||||||
|
|
||||||
// asynchronous logic ---------------------------------------
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_data_sw0 = w_data_sw0;
|
|
||||||
assign o_data_sw1 = w_data_sw1;
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_read_enable = w_read_enable_sw0 & w_read_enable_sw1;
|
|
||||||
assign o_data_valid = w_data_valid_sw0 & w_data_valid_sw1;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Individual effect modules -----------------------------
|
|
||||||
|
|
||||||
// no effect SW0
|
|
||||||
no_effect #(
|
|
||||||
.data_width(d_width) // data width
|
|
||||||
) no_effect (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.reset(reset),
|
|
||||||
.i_data(i_data),
|
|
||||||
.i_read_done(i_read_done), // read done from effects controler
|
|
||||||
.i_data_ready(i_data_ready),
|
|
||||||
.o_data(w_data_sw0),
|
|
||||||
.o_read_enable(w_read_enable_sw0),
|
|
||||||
.o_data_valid(w_data_valid_sw0)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// clipping effect SW1
|
|
||||||
clipping_effect #(
|
|
||||||
.data_width(d_width) // data width
|
|
||||||
) clipping_effect (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.reset(reset),
|
|
||||||
.i_treshhold( {2'b00, i_treshhold } ),
|
|
||||||
.i_data(i_data),
|
|
||||||
.i_read_done(i_read_done), // read done from effects controler
|
|
||||||
.i_data_ready(i_data_ready),
|
|
||||||
.o_data(w_data_sw1),
|
|
||||||
.o_read_enable(w_read_enable_sw1),
|
|
||||||
.o_data_valid(w_data_valid_sw1)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -1,95 +0,0 @@
|
|||||||
// This file is Test Bench for clipping module
|
|
||||||
//
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
|
||||||
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
|
||||||
//`timescale [time unit] / [time precision]
|
|
||||||
`timescale 10 ns / 1ns
|
|
||||||
|
|
||||||
//sub modules
|
|
||||||
`include "clipping.v"
|
|
||||||
`include "no_effect.v"
|
|
||||||
|
|
||||||
//top module
|
|
||||||
`include "effect_module.v"
|
|
||||||
|
|
||||||
module effect_tb#( parameter
|
|
||||||
data_width = 16 // data width
|
|
||||||
)();
|
|
||||||
|
|
||||||
reg clk = 1'b0;
|
|
||||||
reg signed [data_width-1 : 0] i_data = 'b0;
|
|
||||||
reg i_read_done = 0;
|
|
||||||
reg i_data_ready = 0;
|
|
||||||
reg [1 : 0] sw = 2'b01;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// 50% duty cycle clock
|
|
||||||
always #0.5 clk <= ~clk;
|
|
||||||
|
|
||||||
//Effect module contains all individual effects
|
|
||||||
effect_module #(
|
|
||||||
.d_width(data_width) // data width
|
|
||||||
) effect_module (
|
|
||||||
.clk(clk),
|
|
||||||
.reset(1'b0),
|
|
||||||
.sw(sw), // effect control swiches
|
|
||||||
.i_treshhold(14'h0ff),
|
|
||||||
.i_data_ready(i_data_ready), // data ready to read
|
|
||||||
.i_read_done(i_read_done), // read done from effects controler
|
|
||||||
.i_data(i_data), // data input form effect controler
|
|
||||||
.o_read_enable(), // enable data reading
|
|
||||||
.o_data_valid(),
|
|
||||||
.o_data_sw0(),
|
|
||||||
.o_data_sw1()
|
|
||||||
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#030;
|
|
||||||
i_data = 'haaa;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data_ready = 1;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = 'h0fa;
|
|
||||||
i_data_ready = 0;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = -16'd3000;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
#005;
|
|
||||||
i_data = 852;
|
|
||||||
#002;
|
|
||||||
i_read_done = 1;
|
|
||||||
#001;
|
|
||||||
i_read_done = 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
#030_000;
|
|
||||||
$display("*");
|
|
||||||
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("Use this command to open timing diagram:");
|
|
||||||
$display("gtkwave -f wave.vcd");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$finish();
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
initial
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
$display(" ");
|
|
||||||
$display("----------------------------------------------");
|
|
||||||
$display(" Starting Testbench...");
|
|
||||||
$dumpfile("wave.vcd");
|
|
||||||
$dumpvars(0);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,89 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - horizontal counter
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
//
|
||||||
|
//
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
module horizontal_counter #(
|
||||||
|
parameter
|
||||||
|
HSYNC_CLKS = 800,
|
||||||
|
HSYNC_DISPLAY = 640,
|
||||||
|
HSYNC_PULSE = 96,
|
||||||
|
HSYNC_FRONT_PORCH = 16,
|
||||||
|
HSYNC_BACK_PORCH = 48
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
output o_Hsync,
|
||||||
|
output o_h_display,
|
||||||
|
output [9:0] o_h_pixel
|
||||||
|
);
|
||||||
|
//----------Internal registers, constants and wariables-----
|
||||||
|
reg hsync_reg = 1'b1;
|
||||||
|
reg [9:0] counter_reg = 'h0;
|
||||||
|
reg [9:0] counter_pixel_reg = 'h0;
|
||||||
|
reg [2:0] r_state=HS_FRONT_PORCH, r_next=HS_FRONT_PORCH;
|
||||||
|
localparam [2:0] HS_FRONT_PORCH = 'h0,
|
||||||
|
HS_PULSE = 'h1,
|
||||||
|
HS_BACK_PORCH = 'h2,
|
||||||
|
HS_DISPLAY = 'h3;
|
||||||
|
|
||||||
|
//---------state register sequential always block-----------
|
||||||
|
always @(posedge clk ) begin
|
||||||
|
r_state <= r_next;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
//----next state & outputs, combinational always block------
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(posedge clk) begin
|
||||||
|
counter_reg <= counter_reg + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
case (r_state)
|
||||||
|
HS_FRONT_PORCH: begin
|
||||||
|
hsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
if(counter_reg == HSYNC_FRONT_PORCH - 2)
|
||||||
|
r_next <= HS_PULSE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
HS_PULSE:begin
|
||||||
|
hsync_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
if(counter_reg == HSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
HSYNC_PULSE - 2)
|
||||||
|
r_next <= HS_BACK_PORCH;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
HS_BACK_PORCH:begin
|
||||||
|
hsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
if(counter_reg == HSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
HSYNC_PULSE +
|
||||||
|
HSYNC_BACK_PORCH - 2) begin
|
||||||
|
r_next <= HS_DISPLAY;
|
||||||
|
counter_pixel_reg <= 'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
HS_DISPLAY:begin
|
||||||
|
hsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
counter_pixel_reg <= counter_pixel_reg + 1;
|
||||||
|
if(counter_reg == HSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
HSYNC_PULSE +
|
||||||
|
HSYNC_BACK_PORCH +
|
||||||
|
HSYNC_DISPLAY - 1) begin
|
||||||
|
r_next <= HS_FRONT_PORCH;
|
||||||
|
counter_reg <= 'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign o_Hsync = hsync_reg;
|
||||||
|
assign o_h_display = (counter_pixel_reg >= 1 && counter_pixel_reg <= HSYNC_DISPLAY) ? 1'b1 : 1'b0 ;
|
||||||
|
assign o_h_pixel = counter_pixel_reg - 1 ;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
+14
-1
@@ -1,3 +1,10 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - i2s receiver
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
// This I2S design uses the common 44.1 kHz
|
// This I2S design uses the common 44.1 kHz
|
||||||
// sampling frequency.
|
// sampling frequency.
|
||||||
// From Figure 2 in Section 4.1.1 of the CS5343
|
// From Figure 2 in Section 4.1.1 of the CS5343
|
||||||
@@ -19,8 +26,14 @@
|
|||||||
//
|
//
|
||||||
// Module is created from sample provided by
|
// Module is created from sample provided by
|
||||||
// Digilent
|
// Digilent
|
||||||
|
//
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
|
||||||
module i2s_receicer #( parameter
|
module i2s_receicer #( parameter
|
||||||
sclk_ws_ratio = 64, // number of sclk periods per word select period
|
sclk_ws_ratio = 64, // number of sclk periods per word select period
|
||||||
|
|||||||
+15
-1
@@ -1,4 +1,11 @@
|
|||||||
// This I2S Playback design uses the common 44.1 kHz
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - i2s sender
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
// This I2S design uses the common 44.1 kHz
|
||||||
// sampling frequency.
|
// sampling frequency.
|
||||||
// From Figure 2 in Section 4.1.1 of the CS5343
|
// From Figure 2 in Section 4.1.1 of the CS5343
|
||||||
// Datasheet, it is appropriate to use an SCLK/LRCK
|
// Datasheet, it is appropriate to use an SCLK/LRCK
|
||||||
@@ -19,7 +26,14 @@
|
|||||||
//
|
//
|
||||||
// Module is created from sample provided by
|
// Module is created from sample provided by
|
||||||
// Digilent
|
// Digilent
|
||||||
|
//
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
module i2s_sender #( parameter
|
module i2s_sender #( parameter
|
||||||
|
|||||||
+17
-24
@@ -20,15 +20,15 @@ module io_module #( parameter
|
|||||||
|
|
||||||
input reset,
|
input reset,
|
||||||
|
|
||||||
// // inputs to logic analyzer
|
// inputs to logic analyzer
|
||||||
// input ch0,
|
input ch0,
|
||||||
// input ch1,
|
input ch1,
|
||||||
// input ch2,
|
input ch2,
|
||||||
// input ch3,
|
input ch3,
|
||||||
// input ch4,
|
input ch4,
|
||||||
// input ch5,
|
input ch5,
|
||||||
// input ch6,
|
input ch6,
|
||||||
// input ch7,
|
input ch7,
|
||||||
|
|
||||||
output [7: 0] JXADC // output for logic analizer
|
output [7: 0] JXADC // output for logic analizer
|
||||||
|
|
||||||
@@ -69,22 +69,15 @@ i2s_receicer #(
|
|||||||
|
|
||||||
// connecting signals to JXADC PMOD to monitor them with signal analyzer
|
// connecting signals to JXADC PMOD to monitor them with signal analyzer
|
||||||
JXADC_controler JXADC_controler(
|
JXADC_controler JXADC_controler(
|
||||||
.ch0(mclk),
|
.ch0(ch0),
|
||||||
.ch1(ad_sclk),
|
.ch1(ch1),
|
||||||
.ch2(ad_ws),
|
.ch2(ch2),
|
||||||
.ch3(sd_rx), // serial data in
|
.ch3(ch3), // serial data in
|
||||||
.ch4(mclk),
|
.ch4(ch4),
|
||||||
.ch5(da_sclk),
|
.ch5(ch5),
|
||||||
.ch6(da_ws),
|
.ch6(ch6),
|
||||||
.ch7(sd_tx), // serial data out
|
.ch7(ch7), // serial data out
|
||||||
.JXADC(JXADC) // output for logic analizer
|
.JXADC(JXADC) // output for logic analizer
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
// // debounce reset button
|
|
||||||
// debounce_switch debounce_switch_reset(
|
|
||||||
// .clk(mclk),
|
|
||||||
// .i_switch(btnC),
|
|
||||||
// .o_switch(reset_n)
|
|
||||||
// );
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
@@ -1,23 +0,0 @@
|
|||||||
dt = 0.01;
|
|
||||||
T = 1;
|
|
||||||
t = [0:dt:T]' ;
|
|
||||||
omega0 = 2 * pi /T;
|
|
||||||
N = length (t);
|
|
||||||
N2 = round (N/2);
|
|
||||||
x = ones(N, 1);
|
|
||||||
x (N2 + 1:N) = -1 * ones(N - N2, 1);
|
|
||||||
a(1) = 1/T * ( sum (x) * dt);
|
|
||||||
xfs = a(1) * ones( size(x));
|
|
||||||
for k = 1:10
|
|
||||||
ck = cos (k * omega0 * t); % cosine component
|
|
||||||
a(k + 1) = 2/T * ( sum (x.* ck) * dt);
|
|
||||||
sk = sin (k * omega0 * t); % sine component
|
|
||||||
b(k + 1) = 2/T * ( sum (x.* sk) * dt);
|
|
||||||
|
|
||||||
% Fourier series approximation
|
|
||||||
xfs = xfs + a(k + 1) * cos (k * omega0 * t) + b(k + 1) * sin (k * omega0 * t);
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||||||
plot (t, x, '-' , t, xfs, ':' );
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||||||
legend ( ' desired ' , ' approximated ' );
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||||||
drawnow ;
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||||||
pause (1);
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||||||
end
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||||||
Binary file not shown.
Binary file not shown.
-294
@@ -1,294 +0,0 @@
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%% FFT algoritm
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clear; % clear all data from memmory
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start_time = 0;
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number_of_samples = 32;
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||||||
end_time = number_of_samples - 1;
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||||||
n = linspace(start_time, end_time , number_of_samples );
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||||||
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f1 = 2;
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a1 = 0.2;
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f2 = 2;
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||||||
a2 = 00;
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||||||
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f3 = 1;
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a3 = 00;
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||||||
comp1 = a1 * cos( f1 *2*pi*n/number_of_samples);
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||||||
comp2 = a2 * sin( f2 *2*pi*n/number_of_samples);
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||||||
comp3 = a3 * sin( f3 *2*pi*n/number_of_samples);
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||||||
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data = comp1 + comp2 + comp3;
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figure(1)
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plot (n, comp1, '-');
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hold on;
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plot (n, comp2, '-');
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plot (n, comp3, '-');
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hold off;
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figure(2)
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plot (n, data);
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figure(3)
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X_matlab = fft(data, number_of_samples);
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stem (n,abs(X_matlab))
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%% My FFT
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% W_N vector calculation
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% W = zeros(1,number_of_samples); % complex
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% Wr = zeros(1,number_of_samples); % real
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% Wi = zeros(1,number_of_samples); % imag
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||||||
% for i = 1 : number_of_samples
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% W(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ number_of_samples );
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||||||
% Wr(i) = real(W(i));
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||||||
% Wi(i) = imag(W(i));
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||||||
% end
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||||||
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% reverse bit calulation
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bits = length(dec2bin( number_of_samples - 1 ));
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rev_bit_dec = zeros(1,number_of_samples);
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||||||
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||||||
for i=1:number_of_samples
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||||||
bin_num = dec2bin(i-1 , bits);
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||||||
rev_bit = [];
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||||||
for k=bits:-1:1
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||||||
rev_bit = [rev_bit , bin_num(k)];
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||||||
end
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||||||
rev_bit_dec(i) = bin2dec(rev_bit) + 1; % add 1 to match Matlab numbering
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||||||
end
|
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||||||
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||||||
% First stage of FFT
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stage = zeros(bits,number_of_samples);
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||||||
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||||||
for i=1:number_of_samples
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||||||
stage(1,i) = data((i));
|
|
||||||
end
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||||||
|
|
||||||
|
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||||||
stage(2,1) = stage(1,1) + stage(1,2);
|
|
||||||
stage(2,2) = stage(1,1) - stage(1,2) ;
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,3) = (stage(1,3) + stage(1,4)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
stage(2,4) = (stage(1,3) - stage(1,4)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,5) = stage(1,5) + stage(1,6);
|
|
||||||
stage(2,6) = stage(1,5) - stage(1,6);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,7) = (stage(1,7) + stage(1,8)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
stage(2,8) = (stage(1,7) - stage(1,8)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,9) = stage(1,9) + stage(1,10);
|
|
||||||
stage(2,10) = stage(1,9) - stage(1,10);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,11) = (stage(1,11) + stage(1,12)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
stage(2,12) = (stage(1,11) - stage(1,12)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,13) = stage(1,13) + stage(1,14);
|
|
||||||
stage(2,14) = stage(1,13) - stage(1,14);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,15) = (stage(1,15) + stage(1,16)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
stage(2,16) = (stage(1,15) - stage(1,16)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,17) = stage(1,17) + stage(1,18);
|
|
||||||
stage(2,18) = (stage(1,17) - stage(1,18)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,19) = stage(1,19) + stage(1,20);
|
|
||||||
stage(2,20) = (stage(1,19) - stage(1,20)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,21) = stage(1,21) + stage(1,22);
|
|
||||||
stage(2,22) = stage(1,21) - stage(1,22);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,23) = stage(1,23) + stage(1,24);
|
|
||||||
stage(2,24) = stage(1,23) - stage(1,24);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,25) = stage(1,25) + stage(1,26);
|
|
||||||
stage(2,26) = stage(1,25) - stage(1,26);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,27) = stage(1,27) + stage(1,28);
|
|
||||||
stage(2,28) = stage(1,27) - stage(1,28);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,29) = stage(1,29) + stage(1,30);
|
|
||||||
stage(2,30) = stage(1,29) - stage(1,30);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,31) = stage(1,31) + stage(1,32);
|
|
||||||
stage(2,32) = stage(1,31) - stage(1,32);
|
|
||||||
|
|
||||||
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||||||
% stage,
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|
||||||
|
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||||||
% Second stage
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||||||
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||||||
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|
||||||
stage(2,1) = stage(1,1) + stage(1,3);
|
|
||||||
stage(2,2) = stage(1,2) + stage(1,4);
|
|
||||||
stage(2,3) = stage(1,1) - stage(1,3);
|
|
||||||
stage(2,4) = stage(1,2) - stage(1,4);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,5) = (stage(1,5) + stage(1,7)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,6) = (stage(1,6) + stage(1,8)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,7) = (stage(1,5) - stage(1,7)) * exp(-j * 2 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,8) = (stage(1,6) - stage(1,8)) * exp(-j * 3 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,9) = stage(1,9) + stage(1,11);
|
|
||||||
stage(2,10) = stage(1,10) + stage(1,12);
|
|
||||||
stage(2,11) = stage(1,9) - stage(1,11);
|
|
||||||
stage(2,12) = stage(1,10) - stage(1,12);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,13) = (stage(1,13) + stage(1,15)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,14) = (stage(1,14) + stage(1,16)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,15) = (stage(1,13) - stage(1,15)) * exp(-j * 2 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
stage(2,16) = (stage(1,14) - stage(1,16)) * exp(-j * 3 * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,17) = stage(1,17) + 1 * stage(1,19);
|
|
||||||
stage(2,18) = stage(1,18) + 1 * stage(1,20);
|
|
||||||
stage(2,19) = stage(1,19) - W1(1) * stage(1,17);
|
|
||||||
stage(2,20) = stage(1,20) - W1(2) * stage(1,18);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,21) = stage(1,21) + 1 * stage(1,23);
|
|
||||||
stage(2,22) = stage(1,22) + 1 * stage(1,24);
|
|
||||||
stage(2,23) = stage(1,23) - W1(1) * stage(1,21);
|
|
||||||
stage(2,24) = stage(1,24) - W1(2) * stage(1,22);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,25) = stage(1,25) + 1 * stage(1,27);
|
|
||||||
stage(2,26) = stage(1,26) + 1 * stage(1,28);
|
|
||||||
stage(2,27) = stage(1,27) - W1(1) * stage(1,25);
|
|
||||||
stage(2,28) = stage(1,28) - W1(2) * stage(1,26);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(2,29) = stage(1,29) + 1 * stage(1,31);
|
|
||||||
stage(2,30) = stage(1,30) + 1 * stage(1,32);
|
|
||||||
stage(2,31) = stage(1,31) - W1(1) * stage(1,29);
|
|
||||||
stage(2,32) = stage(1,32) - W1(2) * stage(1,30);
|
|
||||||
|
|
||||||
% theard stage
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||||||
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||||||
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||||||
stage(3,1) = stage(2,1) + stage(2,5);
|
|
||||||
stage(3,2) = stage(2,2) + stage(2,6);
|
|
||||||
stage(3,3) = stage(2,3) + stage(2,7);
|
|
||||||
stage(3,4) = stage(2,4) + stage(2,8);
|
|
||||||
stage(3,5) = stage(2,1) - stage(2,5);
|
|
||||||
stage(3,6) = stage(2,2) - stage(2,6);
|
|
||||||
stage(3,7) = stage(2,3) - stage(2,7);
|
|
||||||
stage(3,8) = stage(2,4) - stage(2,8);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(3,9) = (stage(2,9) + stage(2,13)) * exp(-j * 0 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,10) = (stage(2,10) + stage(2,14)) * exp(-j * 1 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,11) = (stage(2,11) + stage(2,15)) * exp(-j * 2 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,12) = (stage(2,12) + stage(2,16)) * exp(-j * 3 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,13) = (stage(2,9) - stage(2,13)) * exp(-j * 4 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,14) = (stage(2,10) - stage(2,14)) * exp(-j * 5 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,15) = (stage(2,11) - stage(2,15)) * exp(-j * 6 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
stage(3,16) = (stage(2,12) - stage(2,16)) * exp(-j * 7 * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(3,17) = stage(2,17) + W2(1) * stage(2,21);
|
|
||||||
stage(3,18) = stage(2,18) + W2(2) * stage(2,22);
|
|
||||||
stage(3,19) = stage(2,19) + W2(3) * stage(2,23);
|
|
||||||
stage(3,20) = stage(2,20) + W2(4) * stage(2,24);
|
|
||||||
stage(3,21) = stage(2,21) - W2(1) * stage(2,17);
|
|
||||||
stage(3,22) = stage(2,22) - W2(2) * stage(2,18);
|
|
||||||
stage(3,23) = stage(2,23) - W2(3) * stage(2,19);
|
|
||||||
stage(3,24) = stage(2,24) - W2(4) * stage(2,20);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(3,25) = stage(2,25) + W2(1) * stage(2,29);
|
|
||||||
stage(3,26) = stage(2,26) + W2(2) * stage(2,30);
|
|
||||||
stage(3,27) = stage(2,27) + W2(3) * stage(2,31);
|
|
||||||
stage(3,28) = stage(2,28) + W2(4) * stage(2,32);
|
|
||||||
stage(3,29) = stage(2,29) - W2(1) * stage(2,25);
|
|
||||||
stage(3,30) = stage(2,30) - W2(2) * stage(2,26);
|
|
||||||
stage(3,31) = stage(2,31) - W2(3) * stage(2,27);
|
|
||||||
stage(3,32) = stage(2,32) - W2(4) * stage(2,28);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
% Fourt stage
|
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||||||
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||||||
%
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||||||
stage(4,1) = stage(3,1) + stage(3,9);
|
|
||||||
stage(4,2) = stage(3,2) + stage(3,10);
|
|
||||||
stage(4,3) = stage(3,3) + stage(3,11);
|
|
||||||
stage(4,4) = stage(3,4) + stage(3,12);
|
|
||||||
stage(4,5) = stage(3,5) + stage(3,13);
|
|
||||||
stage(4,6) = stage(3,6) + stage(3,14);
|
|
||||||
stage(4,7) = stage(3,7) + stage(3,15);
|
|
||||||
stage(4,8) = stage(3,8) + stage(3,16);
|
|
||||||
stage(4,9) = stage(3,1) - stage(3,9);
|
|
||||||
stage(4,10) = stage(3,2) - stage(3,10);
|
|
||||||
stage(4,11) = stage(3,3) - stage(3,11);
|
|
||||||
stage(4,12) = stage(3,4) - stage(3,12);
|
|
||||||
stage(4,13) = stage(3,5) - stage(3,13);
|
|
||||||
stage(4,14) = stage(3,6) - stage(3,14);
|
|
||||||
stage(4,15) = stage(3,7) - stage(3,15);
|
|
||||||
stage(4,16) = stage(3,8) - stage(3,16);
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(4,17) = stage(3,17) + W3(1) * stage(3,25);
|
|
||||||
stage(4,18) = stage(3,18) + W3(2) * stage(3,26);
|
|
||||||
stage(4,19) = stage(3,19) + W3(3) * stage(3,27);
|
|
||||||
stage(4,20) = stage(3,20) + W3(4) * stage(3,28);
|
|
||||||
stage(4,21) = stage(3,21) + W3(5) * stage(3,29);
|
|
||||||
stage(4,22) = stage(3,22) + W3(6) * stage(3,30);
|
|
||||||
stage(4,23) = stage(3,23) + W3(7) * stage(3,31);
|
|
||||||
stage(4,24) = stage(3,24) + W3(8) * stage(3,32);
|
|
||||||
stage(4,25) = stage(3,25) - W3(1) * stage(3,17);
|
|
||||||
stage(4,26) = stage(3,26) - W3(2) * stage(3,18);
|
|
||||||
stage(4,27) = stage(3,27) - W3(3) * stage(3,19);
|
|
||||||
stage(4,28) = stage(3,28) - W3(4) * stage(3,20);
|
|
||||||
stage(4,29) = stage(3,29) - W3(5) * stage(3,21);
|
|
||||||
stage(4,30) = stage(3,30) - W3(6) * stage(3,22);
|
|
||||||
stage(4,31) = stage(3,31) - W3(7) * stage(3,23);
|
|
||||||
stage(4,32) = stage(3,32) - W3(8) * stage(3,24);
|
|
||||||
|
|
||||||
% Fifth stage
|
|
||||||
|
|
||||||
W4 = zeros(1,32); % complex
|
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||||||
for i = 1 : 32
|
|
||||||
W4(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 32 );
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
stage(5,1) = stage(4,1) + W4(1) * stage(4,17);
|
|
||||||
stage(5,2) = stage(4,2) + W4(2) * stage(4,18);
|
|
||||||
stage(5,3) = stage(4,3) + W4(3) * stage(4,19);
|
|
||||||
stage(5,4) = stage(4,4) + W4(4) * stage(4,20);
|
|
||||||
stage(5,5) = stage(4,5) + W4(5) * stage(4,21);
|
|
||||||
stage(5,6) = stage(4,6) + W4(6) * stage(4,22);
|
|
||||||
stage(5,7) = stage(4,7) + W4(7) * stage(4,23);
|
|
||||||
stage(5,8) = stage(4,8) + W4(8) * stage(4,24);
|
|
||||||
stage(5,9) = stage(4,9) + W4(9) * stage(4,25);
|
|
||||||
stage(5,10) = stage(4,10) + W4(10) * stage(4,26);
|
|
||||||
stage(5,11) = stage(4,11) + W4(11) * stage(4,27);
|
|
||||||
stage(5,12) = stage(4,12) + W4(12) * stage(4,28);
|
|
||||||
stage(5,13) = stage(4,13) + W4(13) * stage(4,29);
|
|
||||||
stage(5,14) = stage(4,14) + W4(14) * stage(4,30);
|
|
||||||
stage(5,15) = stage(4,15) + W4(15) * stage(4,31);
|
|
||||||
stage(5,16) = stage(4,16) + W4(16) * stage(4,32);
|
|
||||||
stage(5,17) = stage(4,17) - W4(1) * stage(4,1);
|
|
||||||
stage(5,18) = stage(4,18) - W4(2) * stage(4,2);
|
|
||||||
stage(5,19) = stage(4,19) - W4(3) * stage(4,3);
|
|
||||||
stage(5,20) = stage(4,20) - W4(4) * stage(4,4);
|
|
||||||
stage(5,21) = stage(4,21) - W4(5) * stage(4,5);
|
|
||||||
stage(5,22) = stage(4,22) - W4(6) * stage(4,6);
|
|
||||||
stage(5,23) = stage(4,23) - W4(7) * stage(4,7);
|
|
||||||
stage(5,24) = stage(4,24) - W4(8) * stage(4,8);
|
|
||||||
stage(5,25) = stage(4,25) - W4(9) * stage(4,9);
|
|
||||||
stage(5,26) = stage(4,26) - W4(10) * stage(4,10);
|
|
||||||
stage(5,27) = stage(4,27) - W4(11) * stage(4,11);
|
|
||||||
stage(5,28) = stage(4,28) - W4(12) * stage(4,12);
|
|
||||||
stage(5,29) = stage(4,29) - W4(13) * stage(4,13);
|
|
||||||
stage(5,30) = stage(4,30) - W4(14) * stage(4,14);
|
|
||||||
stage(5,31) = stage(4,31) - W4(15) * stage(4,15);
|
|
||||||
stage(5,32) = stage(4,32) - W4(16) * stage(4,16);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(4)
|
|
||||||
stem(n, abs( stage(bits,:) ) )
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
-510
@@ -1,510 +0,0 @@
|
|||||||
%% FFT algoritm
|
|
||||||
clear; % clears all previus values from memory
|
|
||||||
clc; % clear command window
|
|
||||||
fs = 44100; % samplinf freq.
|
|
||||||
fftLength=512; % windowlength
|
|
||||||
% signal frequencies
|
|
||||||
max = 2048 - 1 ;
|
|
||||||
|
|
||||||
f1 = 430;
|
|
||||||
a1 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
f2 = 8000;
|
|
||||||
a2 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
f3 = 8000;
|
|
||||||
a3 = max/2;
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculating signals
|
|
||||||
comp1 = a1 * sin(2*pi*f1*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp2 = a2 * sin(2*pi*f2*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp3 = a3 * sin(2*pi*f3*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculatin vector values for step function
|
|
||||||
d1 = ones(1, 24);
|
|
||||||
d2 = 0.*ones(1, 1000 );
|
|
||||||
|
|
||||||
%data = [ d1 , d2]; % creates vector with step function
|
|
||||||
data = comp1 + comp2 + comp3; % creates vector from 3 sin functions
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(1) % plots separete sin functions
|
|
||||||
plot ( comp1, '-');
|
|
||||||
hold on;
|
|
||||||
plot ( comp2, '-');
|
|
||||||
plot ( comp3, '-');
|
|
||||||
xlim([1 50])
|
|
||||||
title('Separete SIN functions')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
|
||||||
hold off;
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(2) % plots signal for fft
|
|
||||||
plot ( data);
|
|
||||||
title('Signal for FFT analysis FFT')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
|
||||||
xlim([1 100])
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(3) % plots resultinf fft from Matlab functions
|
|
||||||
ft =fft(data,fftLength);
|
|
||||||
%ftMag=abs(ft(1:fftLength/2));
|
|
||||||
ftMag=abs(ft);
|
|
||||||
plot (ftMag)
|
|
||||||
title('Linear Magnitude FFT')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
|
|
||||||
xt = xticks; % returns the current x-axis tick values as a vector
|
|
||||||
fstep = fs/fftLength; % tick of f axis in f domain
|
|
||||||
xtnew = round(xt*fstep/1000, 1) ; % calculate new tick in kHz
|
|
||||||
xticklabels(xtnew) % set new tick labels
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(4) % plots resultinf fft(in dB) from Matlab functions
|
|
||||||
ft =fft(data,fftLength);
|
|
||||||
%ftMag=abs(ft(1:fftLength/2));
|
|
||||||
ftMag=abs(ft);
|
|
||||||
plot (20*log10(ftMag))
|
|
||||||
title('dB Magnitude')
|
|
||||||
ylabel('dB'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
|
|
||||||
xt = xticks; % returns the current x-axis tick values as a vector
|
|
||||||
fstep = fs/fftLength; % tick of f axis in f domain
|
|
||||||
xtnew = round(xt*fstep/1000, 1) ; % calculate new tick in kHz
|
|
||||||
xticklabels(xtnew) % set new tick labels
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Data preparation for FFT
|
|
||||||
|
|
||||||
% reverse bit calulation
|
|
||||||
bits = length(dec2bin( fftLength - 1 )); % how many bits in binary number
|
|
||||||
rev_bit_dec = zeros(1,fftLength); % create vektor size of fftlength
|
|
||||||
|
|
||||||
for i=1:fftLength
|
|
||||||
bin_num = dec2bin(i-1 , bits); % converting to binary number
|
|
||||||
rev_bit = []; % create empty vector
|
|
||||||
for k=bits:-1:1
|
|
||||||
rev_bit = [rev_bit , bin_num(k)];
|
|
||||||
end
|
|
||||||
rev_bit_dec(i) = bin2dec(rev_bit) + 1; % add 1 to match Matlab numbering
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% creating array
|
|
||||||
|
|
||||||
real_n = zeros(bits+1,fftLength); % create empty array to store values in reverse bit order
|
|
||||||
imag_n = zeros(bits+1,fftLength);
|
|
||||||
stage = zeros(bits+1,fftLength);
|
|
||||||
%sfi_data = sfi(data,16,0);
|
|
||||||
for i=1:fftLength
|
|
||||||
real_n(1,i) = data(rev_bit_dec(i)+1);
|
|
||||||
stage(1,i) = data(rev_bit_dec(i)+1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
% % W_N vector calculation
|
|
||||||
% W = zeros(1,fftLength); % complex
|
|
||||||
% Wr = zeros(1,fftLength); % real
|
|
||||||
% Wi = zeros(1,fftLength); % imag
|
|
||||||
% for i = 1 : fftLength
|
|
||||||
% W(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ fftLength );
|
|
||||||
% Wr(i) = sfi(real(W(i)),16,15);
|
|
||||||
% Wi(i) = sfi(imag(W(i)),16,15);
|
|
||||||
% end
|
|
||||||
%
|
|
||||||
% % W(30) = - W(30+256)
|
|
||||||
% % or
|
|
||||||
% % W(x) = - W(x + fftLength/2)
|
|
||||||
|
|
||||||
% new W_N vector calculation this time only half
|
|
||||||
|
|
||||||
W = zeros(1,fftLength/2); % complex
|
|
||||||
Wr = zeros(1,fftLength/2); % real
|
|
||||||
Wi = zeros(1,fftLength/2); % imag
|
|
||||||
for i = 1 : fftLength/2
|
|
||||||
W(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ fftLength );
|
|
||||||
Wr(i) = real(W(i));%sfi(real(W(i)),16,15);
|
|
||||||
Wi(i) = imag(W(i));%sfi(imag(W(i)),16,15);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
%% FFT FSM
|
|
||||||
|
|
||||||
%% First stage
|
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||||||
|
|
||||||
for i = 1 : 2^1 : fftLength
|
|
||||||
% % % Even
|
|
||||||
% % stage(2,i) = stage(1,i) + stage(1,i+1);
|
|
||||||
% % % Odd
|
|
||||||
% % stage(2,i+1) = stage(1,i) - stage(1,i+1);
|
|
||||||
|
|
||||||
% Even
|
|
||||||
real_n(2,i) = real_n(1,i) + real_n(1,i+1);
|
|
||||||
% Odd
|
|
||||||
real_n(2,i+1) = real_n(1,i) - real_n(1,i+1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Second stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 4 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^2 : fftLength
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(3,i+0) = stage(2,i+0) + Wn(1)*stage(2,i+2);
|
|
||||||
% % stage(3,i+1) = stage(2,i+1) + Wn(2)*stage(2,i+3);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(3,i+2) = stage(2,i+0) - Wn(1)*stage(2,i+2);
|
|
||||||
% % stage(3,i+3) = stage(2,i+1) - Wn(2)*stage(2,i+3);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 1:bits) == '11' % Odd pair odd number(every fourth)
|
|
||||||
|
|
||||||
imag_n(2,i) = -real_n(2,i);
|
|
||||||
real_n(2,i) = 0;
|
|
||||||
% c= real_n(2,i) + j * imag_n(2,i),
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^2 : fftLength
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(3,i+0) = real_n(2,i+0) + real_n(2,i+2);
|
|
||||||
real_n(3,i+1) = real_n(2,i+1) + real_n(2,i+3);
|
|
||||||
imag_n(3,i+0) = imag_n(2,i+0) + imag_n(2,i+2);
|
|
||||||
imag_n(3,i+1) = imag_n(2,i+1) + imag_n(2,i+3);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(3,i+2) = real_n(2,i+0) - real_n(2,i+2);
|
|
||||||
real_n(3,i+3) = real_n(2,i+1) - real_n(2,i+3);
|
|
||||||
imag_n(3,i+2) = imag_n(2,i+0) - imag_n(2,i+2);
|
|
||||||
imag_n(3,i+3) = imag_n(2,i+1) - imag_n(2,i+3);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Therd stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 4
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 8 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^3 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 3
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(4,i+k) = stage(3,i+k) + Wn(k+1)*stage(3,i+k+4);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(4,i+k+4) = stage(3,i+k) - Wn(k+1)*stage(3,i+k+4);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 2) == '1' %
|
|
||||||
if i_bin(bits - 1: bits) == '00'
|
|
||||||
% real_n(3,i) = real_n(3,i);
|
|
||||||
% imag_n(3,i) = imag_n(3,i);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
if i_bin(bits - 1: bits) == '01'
|
|
||||||
real_x = real_n(3,i)*Wr(65) - imag_n(3,i)*Wi(65);
|
|
||||||
imag_x = real_n(3,i)*Wi(65) + Wr(65)*imag_n(3,i);
|
|
||||||
real_n(3,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(3,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
if i_bin(bits - 1: bits) == '10'
|
|
||||||
real_x = real_n(3,i)*Wr(129) - imag_n(3,i)*Wi(129);
|
|
||||||
imag_x = real_n(3,i)*Wi(129) + Wr(129)*imag_n(3,i);
|
|
||||||
real_n(3,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(3,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
if i_bin(bits - 1: bits) == '11'
|
|
||||||
real_x = real_n(3,i)*Wr(193) - imag_n(3,i)*Wi(193);
|
|
||||||
imag_x = real_n(3,i)*Wi(193) + Wr(193)*imag_n(3,i);
|
|
||||||
real_n(3,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(3,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^3 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 3
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(4,i+k) = real_n(3,i+k) + real_n(3,i+k+4);
|
|
||||||
imag_n(4,i+k) = imag_n(3,i+k) + imag_n(3,i+k+4);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(4,i+k+4) = real_n(3,i+k) - real_n(3,i+k+4);
|
|
||||||
imag_n(4,i+k+4) = imag_n(3,i+k) - imag_n(3,i+k+4);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 4th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 8
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 16 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^4 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 7
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(5,i+k) = stage(4,i+k) + Wn(k+1)*stage(4,i+k+8);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(5,i+k+8) = stage(4,i+k) - Wn(k+1)*stage(4,i+k+8);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 3) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 2:bits)); % converting last 3 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(4,i)*Wr(n*32+1) - imag_n(4,i)*Wi(n*32+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(4,i)*Wi(n*32+1) + imag_n(4,i)*Wr(n*32+1);
|
|
||||||
real_n(4,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(4,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^4 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 7
|
|
||||||
%Even pair
|
|
||||||
real_n(5,i+k) = real_n(4,i+k) + real_n(4,i+k+8);
|
|
||||||
imag_n(5,i+k) = imag_n(4,i+k) + imag_n(4,i+k+8);
|
|
||||||
%Odd par
|
|
||||||
real_n(5,i+k+8) = real_n(4,i+k) - real_n(4,i+k+8);
|
|
||||||
imag_n(5,i+k+8) = imag_n(4,i+k) - imag_n(4,i+k+8);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 5th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 16
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 32 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^5 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 15
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(6,i+k) = stage(5,i+k) + Wn(k+1)*stage(5,i+k+16);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(6,i+k+16) = stage(5,i+k) - Wn(k+1)*stage(5,i+k+16);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 4) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 3:bits)); % converting last 4 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(5,i)*Wr(n*16+1) - imag_n(5,i)*Wi(n*16+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(5,i)*Wi(n*16+1) + imag_n(5,i)*Wr(n*16+1);
|
|
||||||
real_n(5,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(5,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^5 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 15
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(6,i+k) = real_n(5,i+k) + real_n(5,i+k+16);
|
|
||||||
imag_n(6,i+k) = imag_n(5,i+k) + imag_n(5,i+k+16);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(6,i+k+16)= real_n(5,i+k) - real_n(5,i+k+16);
|
|
||||||
imag_n(6,i+k+16)= imag_n(5,i+k) - imag_n(5,i+k+16);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 6th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 32
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 64 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^6 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 31
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(7,i+k) = stage(6,i+k) + Wn(k+1)*stage(6,i+k+32);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(7,i+k+32) = stage(6,i+k) - Wn(k+1)*stage(6,i+k+32);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 5) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 4:bits)); % converting last 5 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(6,i)*Wr(n*8+1) - imag_n(6,i)*Wi(n*8+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(6,i)*Wi(n*8+1) + imag_n(6,i)*Wr(n*8+1);
|
|
||||||
real_n(6,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(6,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^6 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 31
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(7,i+k) = real_n(6,i+k) + real_n(6,i+k+32);
|
|
||||||
imag_n(7,i+k) = imag_n(6,i+k) + imag_n(6,i+k+32);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(7,i+k+32)= real_n(6,i+k) - real_n(6,i+k+32);
|
|
||||||
imag_n(7,i+k+32)= imag_n(6,i+k) - imag_n(6,i+k+32);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 7th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 64
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 128 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^7 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 63
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(8,i+k) = stage(7,i+k) + Wn(k+1)*stage(7,i+k+64);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(8,i+k+64) = stage(7,i+k) - Wn(k+1)*stage(7,i+k+64);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 6) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 5:bits)); % converting last 6 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(7,i)*Wr(n*4+1) - imag_n(7,i)*Wi(n*4+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(7,i)*Wi(n*4+1) + imag_n(7,i)*Wr(n*4+1);
|
|
||||||
real_n(7,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(7,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^7 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 63
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(8,i+k) = real_n(7,i+k) + real_n(7,i+k+64);
|
|
||||||
imag_n(8,i+k) = imag_n(7,i+k) + imag_n(7,i+k+64);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(8,i+k+64)= real_n(7,i+k) - real_n(7,i+k+64);
|
|
||||||
imag_n(8,i+k+64)= imag_n(7,i+k) - imag_n(7,i+k+64);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 8th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 128
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 256 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^8 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 127
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(9,i+k) = stage(8,i+k) + Wn(k+1)*stage(8,i+k+128);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(9,i+k+128) = stage(8,i+k) - Wn(k+1)*stage(8,i+k+128);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 7) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 6:bits)); % converting last 7 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(8,i)*Wr(n*2+1) - imag_n(8,i)*Wi(n*2+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(8,i)*Wi(n*2+1) + imag_n(8,i)*Wr(n*2+1);
|
|
||||||
real_n(8,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(8,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
for i = 1 : 2^8 : fftLength
|
|
||||||
for k = 0 : 127
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(9,i+k) = real_n(8,i+k) + real_n(8,i+k+128);
|
|
||||||
imag_n(9,i+k) = imag_n(8,i+k) + imag_n(8,i+k+128);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(9,i+k+128)= real_n(8,i+k) - real_n(8,i+k+128);
|
|
||||||
imag_n(9,i+k+128)= imag_n(8,i+k) - imag_n(8,i+k+128);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% 9th stage
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
% % % Calculating W twiddling factor
|
|
||||||
% % for i = 1 : 256
|
|
||||||
% % Wn(i) = exp(-j * (i-1) * 2 * pi/ 512 );
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% %
|
|
||||||
% % % calculate next stage values
|
|
||||||
% % for i = 1 : 2^9 : fftLength
|
|
||||||
% % for k = 0 : 255
|
|
||||||
% % % Even pair
|
|
||||||
% % stage(10,i+k) = stage(9,i+k) + Wn(k+1)*stage(9,i+k+256);
|
|
||||||
% % % Odd par
|
|
||||||
% % stage(10,i+k+256) = stage(9,i+k) - Wn(k+1)*stage(9,i+k+256);
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
% % end
|
|
||||||
|
|
||||||
% Multiply odd pairs with W twiddling factor
|
|
||||||
for i = 1 : 1 : fftLength
|
|
||||||
i_bin = dec2bin(i-1, bits); % calculates "i" in binary
|
|
||||||
|
|
||||||
if i_bin(bits - 8) == '1' %
|
|
||||||
n = bin2dec(i_bin(bits - 7:bits)); % converting last 8 bits to decimal
|
|
||||||
real_x = real_n(8,i)*Wr(n*1+1) - imag_n(8,i)*Wi(n*1+1);
|
|
||||||
imag_x = real_n(8,i)*Wi(n*1+1) + imag_n(8,i)*Wr(n*1+1);
|
|
||||||
real_n(8,i) = real_x;
|
|
||||||
imag_n(8,i) = imag_x;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculate next stage values
|
|
||||||
i = 1;
|
|
||||||
for k = 0 : 255
|
|
||||||
% Even pair
|
|
||||||
real_n(10,i+k) = real_n(9,i+k) + real_n(9,i+k+255);
|
|
||||||
imag_n(10,i+k) = imag_n(9,i+k) + imag_n(9,i+k+255);
|
|
||||||
% Odd par
|
|
||||||
real_n(10,i+k+255)= real_n(9,i+k) - real_n(9,i+k+255);
|
|
||||||
imag_n(10,i+k+255)= imag_n(9,i+k) - imag_n(9,i+k+255);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Ploting out
|
|
||||||
% slowly plot result
|
|
||||||
figure(5)
|
|
||||||
for i = bits : bits
|
|
||||||
plot( abs( real_n(i, :) + j.*imag_n(i, :) ) );
|
|
||||||
% plot( abs( stage(i,:) ) );
|
|
||||||
% pause(1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
xt = xticks; % returns the current x-axis tick values as a vector
|
|
||||||
fstep = fs/fftLength; % tick of f axis in f domain
|
|
||||||
xtnew = round(xt*fstep)/1000 ; % calculate new tick in kHz
|
|
||||||
xticklabels(xtnew) % set new tick labels
|
|
||||||
@@ -1,144 +0,0 @@
|
|||||||
%% FFT algoritm
|
|
||||||
clear; % clears all previus values from memory
|
|
||||||
clc; % clear command window
|
|
||||||
fs = 44100; % samplinf freq.
|
|
||||||
fftLength=512; % windowlength
|
|
||||||
stage_num = log2(fftLength);
|
|
||||||
% signal frequencies
|
|
||||||
max = 2048 - 1 ;
|
|
||||||
|
|
||||||
f1 = 430;
|
|
||||||
a1 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
f2 = 4300;
|
|
||||||
a2 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
f3 = 8000;
|
|
||||||
a3 = max/2;
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculating signals
|
|
||||||
comp1 = a1 * sin(2*pi*f1*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp2 = a2 * sin(2*pi*f2*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp3 = a3 * sin(2*pi*f3*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
Length = length(comp3);
|
|
||||||
% calculatin vector values for step function
|
|
||||||
d1 = ones(1, 24);
|
|
||||||
d2 = 0.*ones(1, 1000 );
|
|
||||||
|
|
||||||
%data = [ d1 , d2]; % creates vector with step function
|
|
||||||
data = comp1 + comp2 + comp3; % creates vector from 3 sin functions
|
|
||||||
%data = comp3;
|
|
||||||
|
|
||||||
% Grafika nobiides
|
|
||||||
bin_vals = [0 : fftLength-1];
|
|
||||||
N_2 = ceil(fftLength/2);
|
|
||||||
fax_kHz = (bin_vals-N_2)*fs/fftLength/1000;
|
|
||||||
|
|
||||||
freq3 = ceil(-(fftLength)/2:1:(fftLength)/2).*(fs/fftLength)/1000;
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(1) % plots separete sin functions
|
|
||||||
hold off,
|
|
||||||
%plot ( comp1, '-');
|
|
||||||
hold on;
|
|
||||||
%plot ( comp2, '-');
|
|
||||||
plot ( comp3, '-'), grid minor,;
|
|
||||||
%xlim([1 50])
|
|
||||||
title('Separete SIN functions')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
|
||||||
hold off;
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(2) % plots signal for fft
|
|
||||||
plot ( data), grid minor,;
|
|
||||||
xlim([1 50])
|
|
||||||
title('Signal for FFT analysis FFT')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
|
||||||
%xlim([1 100])
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(3) % plots resultinf fft from Matlab functions
|
|
||||||
ft =fft(data,fftLength);
|
|
||||||
ft1 = fftshift(ft);
|
|
||||||
ftMag = abs(ft1);
|
|
||||||
plot (fax_kHz,ftMag), grid minor,
|
|
||||||
title('Linear Magnitude FFT')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(4) % plots resultinf fft(in dB) from Matlab functions
|
|
||||||
ft = fft(data,fftLength+1);
|
|
||||||
ftMag = abs(ft(1:fftLength+1));
|
|
||||||
plot (freq3,20*log10(ftMag)), grid minor,
|
|
||||||
title('dB Magnitude')
|
|
||||||
ylabel('dB'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Data preparation for FFT
|
|
||||||
|
|
||||||
% reverse bit calulation
|
|
||||||
bits = length(dec2bin( fftLength - 1 )); % how many bits in binary number
|
|
||||||
rev_bit_dec = zeros(1,fftLength); % create vektor size of fftlength
|
|
||||||
|
|
||||||
stage = 1; %Do it here for stage #1
|
|
||||||
c = 0:fftLength-1;
|
|
||||||
c_bin = de2bi(c); % create binary table
|
|
||||||
rev_bit_dec = bi2de(fliplr(circshift(c_bin',stage-1)')); %Rotate binary table and convert to dec
|
|
||||||
|
|
||||||
% creating array
|
|
||||||
% create empty array to store values in reverse bit order
|
|
||||||
stage = zeros(bits+1,fftLength);
|
|
||||||
real_n = zeros(bits+1,fftLength);
|
|
||||||
imag_n = zeros(bits+1,fftLength);
|
|
||||||
|
|
||||||
Wn = zeros(1,fftLength/2); % complex
|
|
||||||
Wr = zeros(1,fftLength/2); % real
|
|
||||||
Wi = zeros(1,fftLength/2); % imag
|
|
||||||
|
|
||||||
%% New stages
|
|
||||||
|
|
||||||
for st = 0 : stage_num;
|
|
||||||
if st == 0
|
|
||||||
for tmp=1:fftLength;
|
|
||||||
stage(st+1,tmp) = data(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
|
||||||
real_n(st+1,tmp) = data(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else st > 0;
|
|
||||||
for n = 1 : fftLength/2;
|
|
||||||
Wn(n) = exp(-j * (n-1) * 2 * pi/ 2^(st) );
|
|
||||||
Wr(n) = real(Wn(n));
|
|
||||||
Wi(n) = imag(Wn(n));
|
|
||||||
end
|
|
||||||
for i = 1 : 2^st : fftLength;
|
|
||||||
for k = 0 : 2^(st-1)-1;
|
|
||||||
% Even
|
|
||||||
stage(st+1,i+k) = stage(st,i+k) + Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
real_n(st+1,i+k) = real_n(st,i+k) + Wn(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
imag_n(st+1,i+k) = imag_n(st,i+k) + Wn(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
% Odd
|
|
||||||
stage(st+1,i+k+2^(st-1)) = stage(st,i+k) - Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
real_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = real_n(st,i+k) - Wn(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
imag_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = imag_n(st,i+k) - Wn(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Ploting out
|
|
||||||
% slowly plot result
|
|
||||||
figure(5)
|
|
||||||
for i = 1 : bits + 1;
|
|
||||||
%plot( abs( real_n(i, :) + j.*imag_n(i, :) ) );
|
|
||||||
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( real_n(i, :) + j.*imag_n(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
|
||||||
plot( fax_kHz, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
|
||||||
%pause(1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
title('Linear Magnitude FFT')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(6)
|
|
||||||
for i = 1 : bits + 1;
|
|
||||||
%plot( abs( real_n(i, :) + j.*imag_n(i, :) ) );
|
|
||||||
plot( fax_kHz, abs( fftshift( real_n(i, :) + j.*imag_n(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
|
||||||
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
|
||||||
%pause(1);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
title('Linear Magnitude FFT, ploted from Real + Imag')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('kHz')
|
|
||||||
+66
-93
@@ -5,75 +5,51 @@
|
|||||||
clear; % clears all previus values from memory
|
clear; % clears all previus values from memory
|
||||||
clc; % clear command window
|
clc; % clear command window
|
||||||
fs = 44100; % samplinf freq.
|
fs = 44100; % samplinf freq.
|
||||||
fftLength=256; % windowlength
|
fftLength=2^9; % windowlength
|
||||||
stage_num = log2(fftLength);
|
stage_num = log2(fftLength);
|
||||||
|
Wn_word = 12; % signed fixed point lenght for Wn (fraction is word-2)
|
||||||
|
samp_word = 8; % word lenght of samped signal (fraction is word-2)
|
||||||
|
w_bits = 10; % signed fixed point integer bit lenght
|
||||||
|
f_bits = 10; % signed fixed point integer bit lenght for calculations
|
||||||
|
|
||||||
while 1 % Checking for correct "fftLength"-Wondow length value
|
|
||||||
if ~mod(stage_num,1)==0
|
% reading input audio file
|
||||||
error('"fftLength"-Wondow length value must be a numer: 2^x= : 2, 4, 8, 16, 32,...');
|
% audio samples are from matlab examples
|
||||||
break
|
% load handel.mat
|
||||||
else
|
% filename = 'handel.wav';
|
||||||
% continue working if value is correct
|
% load gong.mat;
|
||||||
% signal frequencies
|
filename = 'gong.wav';
|
||||||
max = 2048 - 1 ;
|
% audiowrite(filename,y,Fs);
|
||||||
|
[y,fs] = audioread(filename);
|
||||||
f1 = 430;
|
data = sfi(y, samp_word, samp_word-2);
|
||||||
a1 = 0;
|
m = 7; % alow select section of signal for FFT
|
||||||
|
data_cut = data(fftLength*m+1:fftLength*m+fftLength);
|
||||||
f2 = 4300;
|
%sound(data.double,fs);
|
||||||
a2 = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
f3 = 8000;
|
|
||||||
a3 = max/2;
|
|
||||||
|
|
||||||
% calculating signals
|
|
||||||
comp1 = a1 * sin(2*pi*f1*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp2 = a2 * sin(2*pi*f2*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
comp3 = a3 * sin(2*pi*f3*[0:1/fs:1]);
|
|
||||||
Length = length(comp3);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = comp1 + comp2 + comp3; % creates vector from 3 sin functions
|
|
||||||
%data = comp3;
|
|
||||||
|
|
||||||
% Plot shifting to center
|
|
||||||
bin_vals = [0 : fftLength-1];
|
|
||||||
N_2 = ceil(fftLength/2);
|
|
||||||
fax_kHz = (bin_vals-N_2)*fs/fftLength/1000;
|
|
||||||
|
|
||||||
freq3 = ceil(-(fftLength)/2:1:(fftLength)/2).*(fs/fftLength)/1000;
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(1) % plots separete sin functions
|
|
||||||
hold off,
|
|
||||||
%plot ( comp1, '-');
|
|
||||||
hold on;
|
|
||||||
%plot ( comp2, '-');
|
|
||||||
plot (comp3, '-')
|
|
||||||
xlim([1 50]), grid minor,;
|
|
||||||
title('Separete SIN functions')
|
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
|
||||||
hold off;
|
|
||||||
|
|
||||||
figure(2) % plots signal for fft
|
figure(2) % plots signal for fft
|
||||||
plot (data), grid minor,;
|
plot (data_cut), grid minor,
|
||||||
xlim([1 50])
|
% xlim([fftLength*m+1 fftLength*m+fftLength])
|
||||||
title('Signal for FFT analysis FFT')
|
title('Signal for FFT analysis FFT')
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
ylabel('magnitude'), xlabel('time')
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bin_vals = [0 : fftLength-1];
|
||||||
|
|
||||||
figure(3) % plots resultinf fft from Matlab functions
|
figure(3) % plots resultinf fft from Matlab functions
|
||||||
ft = fft(data,fftLength);
|
ft = fft(data_cut.double,fftLength);
|
||||||
ft1 = fftshift(ft);
|
ft1 = fftshift(ft);
|
||||||
ftMag = abs(ft1);
|
ftMag = abs(ft1);
|
||||||
plot (fax_kHz,ftMag), grid minor,
|
plot (bin_vals,ftMag), grid minor,
|
||||||
title('Linear Magnitude FFT')
|
title('Linear Magnitude FFT')
|
||||||
ylabel('magnitude'), xlabel('kHz')
|
ylabel('magnitude'), xlabel(' ')
|
||||||
|
|
||||||
figure(4) % plots resultinf fft(in dB) from Matlab functions
|
% figure(4) % plots resultinf fft(in dB) from Matlab functions
|
||||||
ft = fft(data,fftLength);
|
% ft = fft(data.double,fftLength);
|
||||||
ft1 = fftshift(ft);
|
% ft1 = fftshift(ft);
|
||||||
ftMag = abs(ft1(1:fftLength));
|
% ftMag = abs(ft1(1:fftLength));
|
||||||
plot (fax_kHz,20*log10(ftMag)), grid minor,
|
% plot (bin_vals,20*log10(ftMag)), grid minor,
|
||||||
title('dB Magnitude')
|
% title('dB Magnitude')
|
||||||
ylabel('dB'), xlabel('kHz')
|
% ylabel('dB'), xlabel(' ')
|
||||||
|
|
||||||
%% Data preparation for FFT
|
%% Data preparation for FFT
|
||||||
|
|
||||||
@@ -97,67 +73,64 @@ imag_n_sfi = zeros(bits+1,fftLength);
|
|||||||
|
|
||||||
%% Starting stages
|
%% Starting stages
|
||||||
|
|
||||||
for st = 0 : stage_num;
|
for st = 0 : stage_num
|
||||||
if st == 0
|
if st == 0
|
||||||
for tmp=1:fftLength;
|
for tmp=1:fftLength
|
||||||
stage(st+1,tmp) = data(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
stage(st+1,tmp) = data_cut(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
||||||
real_n(st+1,tmp) = data(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
real_n(st+1,tmp) = data_cut(rev_bit_dec(tmp)+1);
|
||||||
|
real_n_sfi(st+1,tmp) = sfi(real_n(st+1,tmp),f_bits + w_bits ,f_bits);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
else st > 0;
|
else st > 0;
|
||||||
for n = 1 : fftLength/2;
|
for n = 1 : fftLength/2
|
||||||
Wn(n) = exp(-j * (n-1) * 2 * pi/ 2^(st) );
|
Wn(n) = exp(-j * (n-1) * 2 * pi/ 2^(st) );
|
||||||
Wr(n) = real(Wn(n));
|
% Wr(n) = real(Wn(n));
|
||||||
Wi(n) = imag(Wn(n));
|
% Wi(n) = imag(Wn(n));
|
||||||
|
Wr(n) = sfi(real(Wn(n)),Wn_word,Wn_word-2);
|
||||||
|
Wi(n) = sfi(imag(Wn(n)),Wn_word,Wn_word-2);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
for i = 1 : 2^st : fftLength;
|
for i = 1 : 2^st : fftLength
|
||||||
for k = 0 : 2^(st-1)-1;
|
for k = 0 : 2^(st-1)-1
|
||||||
% Even
|
% Even
|
||||||
stage(st+1,i+k) = stage(st,i+k) + Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
stage(st+1,i+k) = stage(st,i+k) + Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
real_n(st+1,i+k) = real_n(st,i+k) + Wr(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1)) - Wi(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
real_n(st+1,i+k) = real_n_sfi(st,i+k) + Wr(k+1)*real_n_sfi(st,i+k+2^(st-1)) - Wi(k+1)*imag_n_sfi(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
imag_n(st+1,i+k) = imag_n(st,i+k) + Wi(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1)) + + Wr(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
imag_n(st+1,i+k) = imag_n_sfi(st,i+k) + Wi(k+1)*real_n_sfi(st,i+k+2^(st-1)) + Wr(k+1)*imag_n_sfi(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
|
real_n_sfi(st+1,i+k) = sfi(real_n(st+1,i+k),f_bits + w_bits,f_bits);
|
||||||
|
imag_n_sfi(st+1,i+k) = sfi(imag_n(st+1,i+k),f_bits + w_bits,f_bits);
|
||||||
% Odd
|
% Odd
|
||||||
stage(st+1,i+k+2^(st-1)) = stage(st,i+k) - Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
stage(st+1,i+k+2^(st-1)) = stage(st,i+k) - Wn(k+1)*stage(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
real_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = real_n(st,i+k) - Wr(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1)) + Wi(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
real_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = real_n_sfi(st,i+k) - Wr(k+1)*real_n_sfi(st,i+k+2^(st-1)) + Wi(k+1)*imag_n_sfi(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
imag_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = imag_n(st,i+k) - Wi(k+1)*real_n(st,i+k+2^(st-1)) - Wr(k+1)*imag_n(st,i+k+2^(st-1));
|
imag_n(st+1,i+k+2^(st-1)) = imag_n_sfi(st,i+k) - Wi(k+1)*real_n_sfi(st,i+k+2^(st-1)) - Wr(k+1)*imag_n_sfi(st,i+k+2^(st-1));
|
||||||
|
real_n_sfi(st+1,i+k+2^(st-1)) = sfi(real_n(st+1,i+k+2^(st-1)),f_bits + w_bits,f_bits);
|
||||||
|
imag_n_sfi(st+1,i+k+2^(st-1)) = sfi(imag_n(st+1,i+k+2^(st-1)),f_bits + w_bits,f_bits);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
%% Constructing signed fixed-point numeric objects
|
|
||||||
|
|
||||||
for n = 1 : fftLength/2;
|
|
||||||
Wr_sfi(n) = sfi(real(Wn(n)),16);
|
|
||||||
Wi_sfi(n) = sfi(imag(Wn(n)),16);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
for n = 1 : fftLength;
|
|
||||||
for k = 1 : st + 1
|
|
||||||
real_n_sfi(k,n) = sfi(real_n(k,n),24);
|
|
||||||
imag_n_sfi(k,n) = sfi(imag_n(k,n),24);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
%% Plotting out
|
%% Plotting out
|
||||||
|
|
||||||
% for slowly result plotting uncomment pause
|
% for slowly result plotting uncomment pause
|
||||||
|
|
||||||
figure(5)
|
figure(5)
|
||||||
for i = 1 : bits + 1;
|
%for i = 1 : bits + 1;
|
||||||
|
for i = bits+1 : bits + 1
|
||||||
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( real_n(i, :) + j.*imag_n(i,:) ) ) ),
|
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( real_n(i, :) + j.*imag_n(i,:) ) ) ),
|
||||||
plot( fax_kHz, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ),
|
plot( bin_vals, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ),
|
||||||
grid minor, title('Linear Magnitude FFT'), ylabel('magnitude'), xlabel('kHz');
|
grid minor, title('Linear Magnitude FFT'), ylabel('magnitude'), xlabel(' ');
|
||||||
%pause(1);
|
%pause(1);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
figure(6)
|
figure(6)
|
||||||
for i = 1 : bits + 1;
|
%for i = 1 : bits + 1;
|
||||||
plot( fax_kHz, abs( fftshift( real_n(i, :) + j.*imag_n(i,:) ) ) ),
|
for i = bits+1 : bits + 1
|
||||||
grid minor, title('Linear Magnitude FFT, ploted from Real + Imag'), ylabel('magnitude'), xlabel('kHz');
|
plot( bin_vals, abs( fftshift( real_n_sfi(i, :) + j.*imag_n_sfi(i,:) ) ) ),
|
||||||
|
grid minor, title('Linear Magnitude FFT, ploted from Real + Imag'), ylabel('magnitude'), xlabel(' ');
|
||||||
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
%plot( fax_kHz, abs( fftshift( stage(i,:) ) ) ), grid minor,;
|
||||||
%pause(1);
|
%pause(1);
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
break
|
figure(7)
|
||||||
end
|
dif = abs( fftshift( stage(bits+1,:) ) ) - abs( fftshift( real_n_sfi(bits+1, :) + j.*imag_n_sfi(bits+1,:) ) ) ;
|
||||||
end
|
plot( bin_vals, dif )
|
||||||
|
grid minor, title('Difference in plots'), ylabel('diff magnitude'), xlabel(' ');
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
-86
@@ -1,86 +0,0 @@
|
|||||||
module no_effect #( parameter
|
|
||||||
data_width = 16 // data width
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
input clk,
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input signed [data_width-1: 0] i_data,
|
|
||||||
output signed [data_width-1: 0] o_data,
|
|
||||||
input i_read_done,
|
|
||||||
output o_read_enable,
|
|
||||||
output o_data_valid,
|
|
||||||
input i_data_ready
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
//-------------Internal Constants---------------------------
|
|
||||||
localparam [1:0] IDLE = 'd0,
|
|
||||||
OUTPUT = 'd1,
|
|
||||||
CLEAR = 'd3;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg [1:0] r_state=IDLE, r_next=IDLE;
|
|
||||||
|
|
||||||
reg signed [data_width-1: 0] r_data = 'b0;
|
|
||||||
reg r_read_enable = 0;
|
|
||||||
reg r_data_valid = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
assign o_read_enable = r_read_enable;
|
|
||||||
assign o_data_valid = r_data_valid;
|
|
||||||
assign o_data = r_data;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//---------state register sequential always block-----------
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
if (~reset) begin
|
|
||||||
r_state <= r_next;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
//----next state & outputs, combinational always block------
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk ) begin
|
|
||||||
if (reset) begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
case(r_state)
|
|
||||||
IDLE : begin
|
|
||||||
if (i_data_ready == 1) begin
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
r_data <= i_data;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_read_enable <= 1; // redy to read data
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
OUTPUT : begin
|
|
||||||
if (i_read_done == 1) begin
|
|
||||||
r_next <= CLEAR;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin
|
|
||||||
r_next <= OUTPUT;
|
|
||||||
r_data_valid <= 1;
|
|
||||||
r_read_enable <= 0; // read disable
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
CLEAR : begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE;
|
|
||||||
r_data_valid <= 0;
|
|
||||||
r_read_enable <= 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
default: begin
|
|
||||||
r_next <= IDLE; // on error
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endcase
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
+146
@@ -0,0 +1,146 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - 7 segmet display module
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
// Outputs information on 7 segmet display
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
module segment4x7(
|
||||||
|
input clk, // 10kHz clock
|
||||||
|
input [15:0] in, // input
|
||||||
|
output [6:0] seg, // individual segments of number
|
||||||
|
output [3:0] an, // anode to select character
|
||||||
|
output dp // dot on 7segment display
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
//-------------Internal Constants---------------------------
|
||||||
|
parameter SIZE = 2;
|
||||||
|
parameter [SIZE-1:0] ONE = 2'b00,
|
||||||
|
TWO = 2'b01,
|
||||||
|
THREE = 2'b10,
|
||||||
|
FOUR = 2'b11;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg [SIZE-1:0] state=ONE, next=TWO;
|
||||||
|
reg [3:0] nibble = 'b0 ;
|
||||||
|
|
||||||
|
//---------State register sequential always block-----------
|
||||||
|
always @(posedge clk ) begin
|
||||||
|
state <= next;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
//----Next state & outputs, combinational always block------
|
||||||
|
|
||||||
|
always@(state or in)begin
|
||||||
|
case(state)
|
||||||
|
ONE : begin
|
||||||
|
next <= TWO;
|
||||||
|
nibble <= in[3:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
TWO : begin
|
||||||
|
next <= THREE;
|
||||||
|
nibble <= in[7:4];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
THREE : begin
|
||||||
|
next <= FOUR;
|
||||||
|
nibble <= in[11:8];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
FOUR : begin
|
||||||
|
next <= ONE;
|
||||||
|
nibble <= in[15:12];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign seg[6] = ( nibble == 4'h2 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h3 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h4 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h5 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hB ||
|
||||||
|
nibble == 4'hD ||
|
||||||
|
nibble == 4'hE ||
|
||||||
|
nibble == 4'hF ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[5] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h4 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h5 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hB ||
|
||||||
|
nibble == 4'hC ||
|
||||||
|
nibble == 4'hE ||
|
||||||
|
nibble == 4'hF ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[4] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h2 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hB ||
|
||||||
|
nibble == 4'hC ||
|
||||||
|
nibble == 4'hD ||
|
||||||
|
nibble == 4'hE ||
|
||||||
|
nibble == 4'hF ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[3] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h2 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h3 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h5 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hB ||
|
||||||
|
nibble == 4'hC ||
|
||||||
|
nibble == 4'hD ||
|
||||||
|
nibble == 4'hE ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[2] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h1 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h3 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h4 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h5 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h7 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hB ||
|
||||||
|
nibble == 4'hD ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[1] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h1 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h2 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h3 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h4 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h7 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hD ) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign seg[0] = ( nibble == 4'h0 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h2 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h3 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h5 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h6 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h7 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h8 ||
|
||||||
|
nibble == 4'h9 ||
|
||||||
|
nibble == 4'hA ||
|
||||||
|
nibble == 4'hC ||
|
||||||
|
nibble == 4'hE ||
|
||||||
|
nibble == 4'hF) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign dp = 1'b1; //dot not using
|
||||||
|
|
||||||
|
assign an[0] = (state==ONE) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign an[1] = (state==TWO) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign an[2] = (state==THREE) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
assign an[3] = (state==FOUR) ? 1'b0 : 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
-119
@@ -1,119 +0,0 @@
|
|||||||
// Fifo code source:
|
|
||||||
// https://vlsicoding.blogspot.com/2013/11/verilog-code-for-synchronous-fifo.html
|
|
||||||
//
|
|
||||||
module sync_fifo #( parameter
|
|
||||||
//---------------parametre declaration
|
|
||||||
data_width = 4,
|
|
||||||
address_width = 4,
|
|
||||||
ram_depth = 16 // must be 2^n
|
|
||||||
)(
|
|
||||||
//--------------input output port declaration
|
|
||||||
output reg signed [data_width-1:0] data_out,
|
|
||||||
output full,
|
|
||||||
output empty,
|
|
||||||
output [address_width-1:0] data_fill,
|
|
||||||
input signed [data_width-1:0] data_in,
|
|
||||||
input w_clk, // write clock
|
|
||||||
input r_clk, // read clock
|
|
||||||
input reset,
|
|
||||||
input wr_en,
|
|
||||||
input rd_en);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//--------------internal register declaration
|
|
||||||
reg [address_width-1:0] wr_pointer = 0;
|
|
||||||
reg [address_width-1:0] rd_pointer = 0;
|
|
||||||
// reg [address_width :0] status_count = 0;
|
|
||||||
wire signed [data_width-1:0] data_ram ;
|
|
||||||
|
|
||||||
// reg addition = 0;
|
|
||||||
// reg subtractor = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// always@(posedge addition )
|
|
||||||
// begin
|
|
||||||
// if (addition ^ subtractor) // if XOR
|
|
||||||
// begin
|
|
||||||
// if (status_count != 0)
|
|
||||||
// status_count = status_count + 1;
|
|
||||||
// end
|
|
||||||
// addition = 0; // reset addition
|
|
||||||
// end
|
|
||||||
|
|
||||||
// always@(posedge subtractor)
|
|
||||||
// begin
|
|
||||||
// if (addition ^ subtractor) // if XOR
|
|
||||||
// begin
|
|
||||||
// if (status_count != 0)
|
|
||||||
// status_count = status_count - 1;
|
|
||||||
// end
|
|
||||||
// subtractor = 0; // reset subtractor
|
|
||||||
// end
|
|
||||||
|
|
||||||
//--------------wr_pointer pointing to write address
|
|
||||||
always @ (posedge w_clk,posedge reset)
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
if(reset)
|
|
||||||
wr_pointer = 0;
|
|
||||||
else if(wr_en)
|
|
||||||
wr_pointer = wr_pointer+1;
|
|
||||||
//addition = 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
//-------------rd_pointer points to read address
|
|
||||||
always @ (posedge r_clk,posedge reset)
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
if(reset)
|
|
||||||
rd_pointer = 0;
|
|
||||||
else if(rd_en)
|
|
||||||
rd_pointer = rd_pointer + 1;
|
|
||||||
//subtractor = 1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
//-------------read from FIFO
|
|
||||||
always @ (posedge r_clk,posedge reset)
|
|
||||||
begin
|
|
||||||
if(reset)
|
|
||||||
data_out=0;
|
|
||||||
else if(rd_en)
|
|
||||||
data_out=data_ram;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
// //--------------Status pointer for full and empty checking
|
|
||||||
// always @ (posedge w_clk,posedge r_clk,posedge reset)
|
|
||||||
// begin
|
|
||||||
// if(reset)
|
|
||||||
// status_count = 0;
|
|
||||||
// else if(wr_en && !rd_en && (status_count != ram_depth))
|
|
||||||
// status_count = status_count + 1;
|
|
||||||
// else if(rd_en && !wr_en && (status_count != 0))
|
|
||||||
// status_count = status_count - 1;
|
|
||||||
// end // always @ (posedge clk,posedge reset)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// assign full = (status_count == (ram_depth));
|
|
||||||
// assign empty = (status_count == 0);
|
|
||||||
// assign data_fill = status_count; // how full are FIFO
|
|
||||||
|
|
||||||
assign full = (wr_pointer - rd_pointer == ram_depth) ? 1'b1 : 1'b0 ;
|
|
||||||
assign empty = (wr_pointer - rd_pointer == 0) ? 1'b1 : 1'b0 ;
|
|
||||||
assign data_fill = wr_pointer - rd_pointer ; // how full are FIFO
|
|
||||||
|
|
||||||
rams_tdp_rf_rf #(
|
|
||||||
.DEPTH(ram_depth),
|
|
||||||
.ADDR_WIDTH(address_width),
|
|
||||||
.DATA_WIDTH(data_width)
|
|
||||||
) memory1 (
|
|
||||||
.addra(wr_pointer),
|
|
||||||
.addrb(rd_pointer),
|
|
||||||
.dia(data_in),
|
|
||||||
.dib(),
|
|
||||||
.doa(),
|
|
||||||
.dob(data_ram),
|
|
||||||
.wea(wr_en),
|
|
||||||
.web(1'b0),
|
|
||||||
.ena(1'b1),
|
|
||||||
.enb(rd_en),
|
|
||||||
.clka(w_clk),
|
|
||||||
.clkb(r_clk)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule // sync_fifo
|
|
||||||
|
|
||||||
@@ -1,8 +1,19 @@
|
|||||||
// TOP module
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
//
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - Top module
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
//
|
||||||
//
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
module top #( parameter
|
module top #( parameter
|
||||||
sclk_ws_ratio = 64, // number of sclk periods per word select period
|
sclk_ws_ratio = 64, // number of sclk periods per word select period
|
||||||
mclk_sclk_ratio = 4, // number of mclk periods per sclk period
|
mclk_sclk_ratio = 4, // number of mclk periods per sclk period
|
||||||
@@ -12,8 +23,18 @@ module top #( parameter
|
|||||||
input clk,
|
input clk,
|
||||||
input btnC,
|
input btnC,
|
||||||
output [15:0] led,
|
output [15:0] led,
|
||||||
// input [1:0] sw, // swiches on board to control effects
|
// 7 segment display
|
||||||
input [15:0] sw, // swiches on board to control effects
|
output [6:0] seg,
|
||||||
|
output dp,
|
||||||
|
output [3:0] an,
|
||||||
|
//VGA inputs outputs
|
||||||
|
output [3:0] vgaRed,
|
||||||
|
output [3:0] vgaBlue,
|
||||||
|
output [3:0] vgaGreen,
|
||||||
|
output Hsync,
|
||||||
|
output Vsync,
|
||||||
|
|
||||||
|
input [15:0] sw, // swiches on board to control effects
|
||||||
output da_mclk,
|
output da_mclk,
|
||||||
output ad_mclk,
|
output ad_mclk,
|
||||||
output da_sclk,
|
output da_sclk,
|
||||||
@@ -26,7 +47,7 @@ module top #( parameter
|
|||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
//assign output from effect controler to leds
|
//assign output from effect controler to leds
|
||||||
assign led = l_data_tx[d_width-1: d_width-16];
|
assign led = sw;
|
||||||
|
|
||||||
assign da_mclk = master_clk; //output master clock to ADC
|
assign da_mclk = master_clk; //output master clock to ADC
|
||||||
assign ad_mclk = master_clk; //output master clock to DAC
|
assign ad_mclk = master_clk; //output master clock to DAC
|
||||||
@@ -35,14 +56,14 @@ assign ad_mclk = master_clk; //output master clock to DAC
|
|||||||
|
|
||||||
//------internal wires and registers--------
|
//------internal wires and registers--------
|
||||||
wire master_clk; // 11.29 MHz master clock
|
wire master_clk; // 11.29 MHz master clock
|
||||||
|
wire clk_50MHz; // 50 MHz clock
|
||||||
|
wire clk_25MHz; // 25 MHz clock
|
||||||
|
|
||||||
wire clk_50MHz; //
|
wire w_reset;
|
||||||
|
|
||||||
wire w_reset, w_reset1, w_reset2;
|
|
||||||
wire w_internal_reset;
|
wire w_internal_reset;
|
||||||
|
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] r_data_tx;
|
// wire signed [d_width-1: 0] r_data_tx;
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] l_data_tx;
|
// wire signed [d_width-1: 0] l_data_tx;
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] r_data_rx;
|
wire signed [d_width-1: 0] r_data_rx;
|
||||||
wire signed [d_width-1: 0] l_data_rx;
|
wire signed [d_width-1: 0] l_data_rx;
|
||||||
|
|
||||||
@@ -71,38 +92,26 @@ wire [d_width-1: 0] w_data_from_eff_sw1;
|
|||||||
clk_wiz_0 m_clk(
|
clk_wiz_0 m_clk(
|
||||||
.clk_in1(clk),
|
.clk_in1(clk),
|
||||||
.clk_out1(master_clk), // 11.29 MHz master clock for I2S
|
.clk_out1(master_clk), // 11.29 MHz master clock for I2S
|
||||||
.clk_out2(clk_50MHz), // 25MHz main clock
|
.clk_out2(clk_50MHz), // 50MHz main clock
|
||||||
|
.clk_out3(clk_25MHz), // 25MHz main clock
|
||||||
.locked(w_internal_reset),
|
.locked(w_internal_reset),
|
||||||
.reset(btnC)
|
.reset(btnC)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
// Flip-flops for reset
|
// Flip-flop for reset
|
||||||
d_flipflop_sync_rst D_flipflop1 (
|
d_flipflop_sync_rst D_flipflop1 (
|
||||||
.D(1'b0),
|
.D(1'b0),
|
||||||
.Q(w_reset1),
|
|
||||||
.clk(master_clk),
|
|
||||||
.reset(~w_internal_reset));
|
|
||||||
|
|
||||||
d_flipflop_sync_rst D_flipflop2 (
|
|
||||||
.D(w_reset1),
|
|
||||||
.Q(w_reset2),
|
|
||||||
.clk(master_clk),
|
|
||||||
.reset(~w_internal_reset));
|
|
||||||
|
|
||||||
d_flipflop_sync_rst D_flipflop3 (
|
|
||||||
.D(w_reset2),
|
|
||||||
.Q(w_reset),
|
.Q(w_reset),
|
||||||
.clk(master_clk),
|
.clk(master_clk),
|
||||||
.reset(~w_internal_reset));
|
.reset(~w_internal_reset));
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
io_module #(
|
io_module #(
|
||||||
.mclk_sclk_ratio(mclk_sclk_ratio), //number of mclk periods per sclk period
|
.mclk_sclk_ratio(mclk_sclk_ratio), //number of mclk periods per sclk period
|
||||||
.sclk_ws_ratio(sclk_ws_ratio), //number of sclk periods per word select period
|
.sclk_ws_ratio(sclk_ws_ratio), //number of sclk periods per word select period
|
||||||
.d_width(d_width) //data width
|
.d_width(d_width) //data width
|
||||||
) io_module (
|
) io_module (
|
||||||
//.reset_n(reset_n), //asynchronous active high reset
|
.reset(reset_n), //asynchronous active high reset
|
||||||
.mclk(master_clk), //master clock
|
.mclk(master_clk), //master clock
|
||||||
.da_sclk(da_sclk), //serial clock (or bit clock)
|
.da_sclk(da_sclk), //serial clock (or bit clock)
|
||||||
.da_ws(da_lrck), //word select (or left-right clock)
|
.da_ws(da_lrck), //word select (or left-right clock)
|
||||||
@@ -110,8 +119,8 @@ io_module #(
|
|||||||
.ad_ws(ad_lrck), //word select (or left-right clock)
|
.ad_ws(ad_lrck), //word select (or left-right clock)
|
||||||
.sd_tx(da_sdin), //serial data transmit
|
.sd_tx(da_sdin), //serial data transmit
|
||||||
.sd_rx(ad_sdout), //serial data receive
|
.sd_rx(ad_sdout), //serial data receive
|
||||||
.l_data_tx(l_data_tx), //left channel data to transmit
|
.l_data_tx(l_data_rx), //left channel data to transmit
|
||||||
.r_data_tx(r_data_tx), //right channel data to transmit
|
.r_data_tx(r_data_rx), //right channel data to transmit
|
||||||
|
|
||||||
.reset(w_reset), //reset
|
.reset(w_reset), //reset
|
||||||
|
|
||||||
@@ -119,65 +128,57 @@ io_module #(
|
|||||||
.r_data_rx(r_data_rx), //right channel data received
|
.r_data_rx(r_data_rx), //right channel data received
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// // inputs to logic analyzer
|
// inputs to logic analyzer
|
||||||
// .ch0(),
|
.ch0(Hsync),
|
||||||
// .ch1(),
|
.ch1(Vsync),
|
||||||
// .ch2(),
|
.ch2(),
|
||||||
// .ch3(),
|
.ch3(),
|
||||||
// .ch4(),
|
.ch4(),
|
||||||
// .ch5(),
|
.ch5(),
|
||||||
// .ch6(),
|
.ch6(),
|
||||||
// .ch7(),
|
.ch7(),
|
||||||
|
|
||||||
.JXADC(JXADC) // output for logic analizer
|
.JXADC(JXADC) // output for logic analizer
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
segment4x7 segment4x7(
|
||||||
|
.clk(clk10k), // 10kHz clock
|
||||||
|
.in(sw), // input
|
||||||
|
.seg(seg), // individual segments of number
|
||||||
|
.an(an), // anode to select character
|
||||||
|
.dp(dp) // dot on 7segment display
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
//Effect controler controls effects and perfoms multiplexing and data marging
|
clock_divider #(.WIDTH(11))
|
||||||
effect_controler #(
|
clock_divider7seg (
|
||||||
.d_width(d_width), // data width
|
.clk_in(clk_50MHz),
|
||||||
.memory_d_width(memory_d_width)
|
.clk_out(clk10k)
|
||||||
) effect_controler (
|
|
||||||
.reset(w_reset), // asynchronous active high reset
|
|
||||||
.mclk(master_clk),
|
|
||||||
.sw(sw[1:0]),
|
|
||||||
.clk(clk_50MHz),
|
|
||||||
.i_l_data(l_data_rx), // left channel data received
|
|
||||||
.i_r_data(r_data_rx), // right channel data received
|
|
||||||
// .i_l_data({sw[15:2], 10'b0 }), // left channel data received
|
|
||||||
// .i_r_data({sw[15:2], 10'b0 }), // right channel data received
|
|
||||||
.o_l_data(l_data_tx), // left channel data to transmit
|
|
||||||
.o_r_data(r_data_tx), // right channel data to transmit
|
|
||||||
.o_read_done(w_read_done_eff), // read done from effects controler
|
|
||||||
.o_read_ready(w_read_ready_eff), // ready read from reefects module
|
|
||||||
|
|
||||||
.o_data_to_eff(w_data_to_eff), // Data output to effects module
|
|
||||||
.o_data_valid(w_dv_to_eff), // data valid to read (FIFO not empty). data valid signal to effect module
|
|
||||||
|
|
||||||
.i_read_enable(w_rd_en_from_eff), // read enable from Effect module
|
|
||||||
.i_dv_from_eff(w_dv_from_eff), // data valid write (FIFO not full). data valid signal from effect module
|
|
||||||
.i_data_from_eff_sw0(w_data_from_eff_sw0), // Data input from effects module
|
|
||||||
.i_data_from_eff_sw1(w_data_from_eff_sw1) // Data input from effects module
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//Effect module contains all individual effects
|
|
||||||
effect_module #(
|
|
||||||
.d_width(memory_d_width) // data width
|
|
||||||
) effect_module (
|
|
||||||
.clk(clk_50MHz),
|
|
||||||
.reset(w_reset),
|
|
||||||
.sw(sw[1:0]), // effect control swiches
|
|
||||||
.i_treshhold(sw[15:2]),
|
|
||||||
.i_data_ready(w_dv_to_eff), // data ready to read
|
|
||||||
.i_read_done(w_read_done_eff), // read done from effects controler
|
|
||||||
.i_data(w_data_to_eff), // data input form effect controler
|
|
||||||
.o_read_enable(w_rd_en_from_eff), // enable data reading
|
|
||||||
.o_data_valid(w_dv_from_eff),
|
|
||||||
.o_data_sw0(w_data_from_eff_sw0),
|
|
||||||
.o_data_sw1(w_data_from_eff_sw1)
|
|
||||||
|
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
vga_module #(
|
||||||
|
// .ADDR_WIDTH(ADDR_WIDTH),
|
||||||
|
// .DATA_WIDTH(DATA_WIDTH),
|
||||||
|
// .DEPTH(DEPTH),
|
||||||
|
// .HSYNC_CLKS(HSYNC_CLKS),
|
||||||
|
// .HSYNC_DISPLAY(HSYNC_DISPLAY),
|
||||||
|
// .HSYNC_PULSE(HSYNC_PULSE),
|
||||||
|
// .HSYNC_FRONT_PORCH(HSYNC_FRONT_PORCH),
|
||||||
|
// .HSYNC_BACK_PORCH(HSYNC_BACK_PORCH),
|
||||||
|
// .VSYNC_LINES(VSYNC_LINES) ,
|
||||||
|
// .VSYNC_DISPLAY(VSYNC_DISPLAY) ,
|
||||||
|
// .VSYNC_PULSE(VSYNC_PULSE) ,
|
||||||
|
// .VSYNC_FRONT_PORCH(VSYNC_FRONT_PORCH) ,
|
||||||
|
// .VSYNC_BACK_PORCH(VSYNC_BACK_PORCH)
|
||||||
|
) vga_module1 (
|
||||||
|
.clk(clk_25MHz),
|
||||||
|
.o_vgaRed(vgaRed),
|
||||||
|
.o_vgaBlue(vgaBlue),
|
||||||
|
.o_vgaGreen(vgaGreen),
|
||||||
|
.o_Hsync(Hsync),
|
||||||
|
.o_Vsync(Vsync),
|
||||||
|
.o_display(),
|
||||||
|
.o_addr_rd(),
|
||||||
|
.i_data_rd()
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
@@ -1,6 +1,19 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
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|
// Project name - Audio FFT on FPGA
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||||||
|
// Module name - Test Bench for top module
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||||||
|
//
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|
// Detailed module description:
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// This file is Test Bench for top module
|
// This file is Test Bench for top module
|
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//
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//
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//
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||||||
|
//
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|
// Revision:
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// A - initial design
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// B -
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|
// C -
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|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
|
||||||
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
// 100MHz clock on Basys3 -> 10ns period
|
||||||
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
// 50% duty cycle 5ns HIGH and 5ns LOW
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,89 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
|
||||||
|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - vertical counter
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||||||
|
//
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||||||
|
// Detailed module description:
|
||||||
|
//
|
||||||
|
//
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||||||
|
//
|
||||||
|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
module vertical_counter #(
|
||||||
|
parameter
|
||||||
|
VSYNC_LINES = 521,
|
||||||
|
VSYNC_DISPLAY = 480,
|
||||||
|
VSYNC_PULSE = 2,
|
||||||
|
VSYNC_FRONT_PORCH = 10,
|
||||||
|
VSYNC_BACK_PORCH = 29
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
//input clk,
|
||||||
|
input i_Hsync,
|
||||||
|
output o_Vsync,
|
||||||
|
output o_v_display,
|
||||||
|
output [8:0] o_v_line
|
||||||
|
);
|
||||||
|
//----------Internal registers, constants and wariables-----
|
||||||
|
reg vsync_reg = 1'b1;
|
||||||
|
reg [9:0] counter_reg = 'h0;
|
||||||
|
reg [8:0] counter_line_reg = 'h0;
|
||||||
|
reg [2:0] r_state=VS_FRONT_PORCH, r_next=VS_FRONT_PORCH;
|
||||||
|
localparam [2:0] VS_FRONT_PORCH = 'h0,
|
||||||
|
VS_PULSE = 'h1,
|
||||||
|
VS_BACK_PORCH = 'h2,
|
||||||
|
VS_DISPLAY = 'h3;
|
||||||
|
|
||||||
|
//---------state register sequential always block-----------
|
||||||
|
always @(posedge i_Hsync ) begin
|
||||||
|
r_state <= r_next;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
//----next state & outputs, combinational always block------
|
||||||
|
always@(posedge i_Hsync) begin
|
||||||
|
counter_reg <= counter_reg + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
case (r_state)
|
||||||
|
VS_FRONT_PORCH: begin
|
||||||
|
vsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
if(counter_reg == VSYNC_FRONT_PORCH - 2)
|
||||||
|
r_next <= VS_PULSE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
VS_PULSE:begin
|
||||||
|
vsync_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
if(counter_reg == VSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
VSYNC_PULSE - 2)
|
||||||
|
r_next <= VS_BACK_PORCH;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
VS_BACK_PORCH:begin
|
||||||
|
vsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
if(counter_reg == VSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
VSYNC_PULSE +
|
||||||
|
VSYNC_BACK_PORCH - 2) begin
|
||||||
|
r_next <= VS_DISPLAY;
|
||||||
|
counter_line_reg <= 'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
VS_DISPLAY:begin
|
||||||
|
vsync_reg <= 1'b1;
|
||||||
|
counter_line_reg <= counter_line_reg + 1;
|
||||||
|
if(counter_reg == VSYNC_FRONT_PORCH +
|
||||||
|
VSYNC_PULSE +
|
||||||
|
VSYNC_BACK_PORCH +
|
||||||
|
VSYNC_DISPLAY - 1) begin
|
||||||
|
r_next <= VS_FRONT_PORCH;
|
||||||
|
counter_reg <= 'h0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign o_Vsync = vsync_reg;
|
||||||
|
assign o_v_display = (counter_line_reg >= 1 && counter_line_reg <= VSYNC_DISPLAY) ? 1'b1 : 1'b0 ;
|
||||||
|
assign o_v_line = counter_line_reg - 1 ;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
@@ -0,0 +1,92 @@
|
|||||||
|
/////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
// Author - Imants Pulkstenis
|
||||||
|
// Date - 04.04.2020
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|
// Project name - Audio FFT on FPGA
|
||||||
|
// Module name - VGA module
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|
//
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|
// Detailed module description:
|
||||||
|
//
|
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|
//
|
||||||
|
//
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|
// Revision:
|
||||||
|
// A - initial design
|
||||||
|
// B -
|
||||||
|
// C -
|
||||||
|
//
|
||||||
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
module vga_module#(
|
||||||
|
parameter
|
||||||
|
ADDR_WIDTH = 17,
|
||||||
|
DATA_WIDTH = 12,
|
||||||
|
DEPTH = 76_800, // 307_200,//
|
||||||
|
HSYNC_CLKS = 800,
|
||||||
|
HSYNC_DISPLAY = 640,
|
||||||
|
HSYNC_PULSE = 96,
|
||||||
|
HSYNC_FRONT_PORCH = 16,
|
||||||
|
HSYNC_BACK_PORCH = 48,
|
||||||
|
VSYNC_LINES = 521,
|
||||||
|
VSYNC_DISPLAY = 480,
|
||||||
|
VSYNC_PULSE = 2,
|
||||||
|
VSYNC_FRONT_PORCH = 10,
|
||||||
|
VSYNC_BACK_PORCH = 29
|
||||||
|
)(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
output [3:0] o_vgaRed,
|
||||||
|
output [3:0] o_vgaBlue,
|
||||||
|
output [3:0] o_vgaGreen,
|
||||||
|
output o_Hsync,
|
||||||
|
output o_Vsync,
|
||||||
|
output o_display,
|
||||||
|
output [ADDR_WIDTH-1:0] o_addr_rd,
|
||||||
|
input [DATA_WIDTH-1:0] i_data_rd
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
//-------Internal registers and wires--------------
|
||||||
|
wire w_v_display;
|
||||||
|
wire w_h_display;
|
||||||
|
wire [9:0] pixel;
|
||||||
|
wire [8:0] line;
|
||||||
|
|
||||||
|
//-------sub modules-------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
horizontal_counter #(
|
||||||
|
.HSYNC_CLKS(HSYNC_CLKS) ,
|
||||||
|
.HSYNC_DISPLAY(HSYNC_DISPLAY) ,
|
||||||
|
.HSYNC_PULSE(HSYNC_PULSE) ,
|
||||||
|
.HSYNC_FRONT_PORCH(HSYNC_FRONT_PORCH) ,
|
||||||
|
.HSYNC_BACK_PORCH(HSYNC_BACK_PORCH)
|
||||||
|
) horizontal_counter1 (
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.o_Hsync(o_Hsync),
|
||||||
|
.o_h_display(w_h_display),
|
||||||
|
.o_h_pixel(pixel)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
vertical_counter #(
|
||||||
|
.VSYNC_LINES(VSYNC_LINES) ,
|
||||||
|
.VSYNC_DISPLAY(VSYNC_DISPLAY) ,
|
||||||
|
.VSYNC_PULSE(VSYNC_PULSE) ,
|
||||||
|
.VSYNC_FRONT_PORCH(VSYNC_FRONT_PORCH) ,
|
||||||
|
.VSYNC_BACK_PORCH(VSYNC_BACK_PORCH)
|
||||||
|
) vertical_counter1 (
|
||||||
|
//.clk(clk),
|
||||||
|
.i_Hsync(o_Hsync),
|
||||||
|
.o_Vsync(o_Vsync),
|
||||||
|
.o_v_display(w_v_display),
|
||||||
|
.o_v_line(line)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
assign o_display = (w_v_display && w_h_display) ;
|
||||||
|
assign o_vgaRed = o_display ? i_data_rd[11:8] : 4'h0;
|
||||||
|
assign o_vgaBlue = o_display ? i_data_rd[3:0] : 4'h0;
|
||||||
|
assign o_vgaGreen = o_display ? i_data_rd[7:4] : 4'h0;
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
assign o_addr_rd = (((line*HSYNC_DISPLAY) + pixel + 1) == HSYNC_DISPLAY * VSYNC_DISPLAY ) ?
|
||||||
|
'h0 : ((line[8:1]) * HSYNC_DISPLAY/2 ) + pixel[9:1] + 1 ; // get next pixel
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
assign o_addr_rd =
|
||||||
|
((line[8:1]) * 'd320 ) + pixel[9:1];// + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
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