mirror of
https://github.com/fpganinja/taxi.git
synced 2025-12-09 17:08:38 -08:00
axi: Add AXI RAM module and testbench
Signed-off-by: Alex Forencich <alex@alexforencich.com>
This commit is contained in:
@@ -25,6 +25,7 @@ To facilitate the dual-license model, contributions to the project can only be a
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* AXI
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* AXI
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* SV interface for AXI
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* SV interface for AXI
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* Register slice
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* Register slice
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* Single port RAM
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* AXI lite
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* AXI lite
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* SV interface for AXI lite
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* SV interface for AXI lite
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* Register slice
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* Register slice
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327
rtl/axi/taxi_axi_ram.sv
Normal file
327
rtl/axi/taxi_axi_ram.sv
Normal file
@@ -0,0 +1,327 @@
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// SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
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/*
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Copyright (c) 2018-2025 FPGA Ninja, LLC
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Authors:
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- Alex Forencich
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*/
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`resetall
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`timescale 1ns / 1ps
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`default_nettype none
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/*
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* AXI4 RAM
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*/
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module taxi_axi_ram #
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(
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// Width of address bus in bits
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parameter ADDR_W = 16,
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// Extra pipeline register on output
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parameter logic PIPELINE_OUTPUT = 1'b0
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)
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(
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input wire logic clk,
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input wire logic rst,
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/*
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* AXI4 slave interface
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*/
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taxi_axi_if.wr_slv s_axi_wr,
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taxi_axi_if.rd_slv s_axi_rd
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);
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// extract parameters
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localparam DATA_W = s_axi_wr.DATA_W;
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localparam STRB_W = s_axi_wr.STRB_W;
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localparam WR_ID_W = s_axi_wr.ID_W;
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localparam RD_ID_W = s_axi_rd.ID_W;
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localparam VALID_ADDR_W = ADDR_W - $clog2(STRB_W);
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localparam BYTE_LANES = STRB_W;
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localparam BYTE_W = DATA_W/BYTE_LANES;
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// check configuration
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if (BYTE_W * STRB_W != DATA_W)
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$fatal(0, "Error: AXI data width not evenly divisible (instance %m)");
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if (2**$clog2(BYTE_LANES) != BYTE_LANES)
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$fatal(0, "Error: AXI byte lane count must be even power of two (instance %m)");
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if (s_axi_wr.DATA_W != s_axi_rd.DATA_W)
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$fatal(0, "Error: AXI interface configuration mismatch (instance %m)");
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if (s_axi_wr.ADDR_W < ADDR_W || s_axi_rd.ADDR_W < ADDR_W)
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$fatal(0, "Error: AXI address width is insufficient (instance %m)");
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localparam [0:0]
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READ_STATE_IDLE = 1'd0,
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READ_STATE_BURST = 1'd1;
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logic [0:0] read_state_reg = READ_STATE_IDLE, read_state_next;
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localparam [1:0]
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WRITE_STATE_IDLE = 2'd0,
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WRITE_STATE_BURST = 2'd1,
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WRITE_STATE_RESP = 2'd2;
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logic [1:0] write_state_reg = WRITE_STATE_IDLE, write_state_next;
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logic mem_wr_en;
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logic mem_rd_en;
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logic [WR_ID_W-1:0] write_id_reg = '0, write_id_next;
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logic [ADDR_W-1:0] write_addr_reg = '0, write_addr_next;
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||||||
|
logic [7:0] write_count_reg = 8'd0, write_count_next;
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||||||
|
logic [2:0] write_size_reg = 3'd0, write_size_next;
|
||||||
|
logic [1:0] write_burst_reg = 2'd0, write_burst_next;
|
||||||
|
logic [RD_ID_W-1:0] read_id_reg = '0, read_id_next;
|
||||||
|
logic [ADDR_W-1:0] read_addr_reg = '0, read_addr_next;
|
||||||
|
logic [7:0] read_count_reg = 8'd0, read_count_next;
|
||||||
|
logic [2:0] read_size_reg = 3'd0, read_size_next;
|
||||||
|
logic [1:0] read_burst_reg = 2'd0, read_burst_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
logic s_axi_awready_reg = 1'b0, s_axi_awready_next;
|
||||||
|
logic s_axi_wready_reg = 1'b0, s_axi_wready_next;
|
||||||
|
logic [WR_ID_W-1:0] s_axi_bid_reg = '0, s_axi_bid_next;
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|
logic s_axi_bvalid_reg = 1'b0, s_axi_bvalid_next;
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|
logic s_axi_arready_reg = 1'b0, s_axi_arready_next;
|
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|
logic [RD_ID_W-1:0] s_axi_rid_reg = '0, s_axi_rid_next;
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|
logic [DATA_W-1:0] s_axi_rdata_reg = '0, s_axi_rdata_next;
|
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|
logic s_axi_rlast_reg = 1'b0, s_axi_rlast_next;
|
||||||
|
logic s_axi_rvalid_reg = 1'b0, s_axi_rvalid_next;
|
||||||
|
logic [RD_ID_W-1:0] s_axi_rid_pipe_reg = '0;
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logic [DATA_W-1:0] s_axi_rdata_pipe_reg = '0;
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logic s_axi_rlast_pipe_reg = 1'b0;
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logic s_axi_rvalid_pipe_reg = 1'b0;
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// (* RAM_STYLE="BLOCK" *)
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logic [DATA_W-1:0] mem[(2**VALID_ADDR_W)-1:0];
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wire [VALID_ADDR_W-1:0] read_addr_valid = VALID_ADDR_W'(read_addr_reg >> (ADDR_W - VALID_ADDR_W));
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||||||
|
wire [VALID_ADDR_W-1:0] write_addr_valid = VALID_ADDR_W'(write_addr_reg >> (ADDR_W - VALID_ADDR_W));
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||||||
|
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||||||
|
assign s_axi_wr.awready = s_axi_awready_reg;
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||||||
|
assign s_axi_wr.wready = s_axi_wready_reg;
|
||||||
|
assign s_axi_wr.bid = s_axi_bid_reg;
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|
assign s_axi_wr.bresp = 2'b00;
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||||||
|
assign s_axi_wr.bvalid = s_axi_bvalid_reg;
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||||||
|
assign s_axi_rd.arready = s_axi_arready_reg;
|
||||||
|
assign s_axi_rd.rid = PIPELINE_OUTPUT ? s_axi_rid_pipe_reg : s_axi_rid_reg;
|
||||||
|
assign s_axi_rd.rdata = PIPELINE_OUTPUT ? s_axi_rdata_pipe_reg : s_axi_rdata_reg;
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||||||
|
assign s_axi_rd.rresp = 2'b00;
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||||||
|
assign s_axi_rd.rlast = PIPELINE_OUTPUT ? s_axi_rlast_pipe_reg : s_axi_rlast_reg;
|
||||||
|
assign s_axi_rd.rvalid = PIPELINE_OUTPUT ? s_axi_rvalid_pipe_reg : s_axi_rvalid_reg;
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|
initial begin
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// two nested loops for smaller number of iterations per loop
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|
// workaround for synthesizer complaints about large loop counts
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for (integer i = 0; i < 2**VALID_ADDR_W; i = i + 2**(VALID_ADDR_W/2)) begin
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|
for (integer j = i; j < i + 2**(VALID_ADDR_W/2); j = j + 1) begin
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|
mem[j] = '0;
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|
end
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||||||
|
end
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||||||
|
end
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always_comb begin
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write_state_next = WRITE_STATE_IDLE;
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mem_wr_en = 1'b0;
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|
||||||
|
write_id_next = write_id_reg;
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||||||
|
write_addr_next = write_addr_reg;
|
||||||
|
write_count_next = write_count_reg;
|
||||||
|
write_size_next = write_size_reg;
|
||||||
|
write_burst_next = write_burst_reg;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_awready_next = 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_wready_next = 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_bid_next = s_axi_bid_reg;
|
||||||
|
s_axi_bvalid_next = s_axi_bvalid_reg && !s_axi_wr.bready;
|
||||||
|
|
||||||
|
case (write_state_reg)
|
||||||
|
WRITE_STATE_IDLE: begin
|
||||||
|
s_axi_awready_next = 1'b1;
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||||||
|
|
||||||
|
if (s_axi_wr.awready && s_axi_wr.awvalid) begin
|
||||||
|
write_id_next = s_axi_wr.awid;
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||||||
|
write_addr_next = ADDR_W'(s_axi_wr.awaddr);
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||||||
|
write_count_next = s_axi_wr.awlen;
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||||||
|
write_size_next = s_axi_wr.awsize <= 3'($clog2(STRB_W)) ? s_axi_wr.awsize : 3'($clog2(STRB_W));
|
||||||
|
write_burst_next = s_axi_wr.awburst;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_awready_next = 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_wready_next = 1'b1;
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_BURST;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_IDLE;
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||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
WRITE_STATE_BURST: begin
|
||||||
|
s_axi_wready_next = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (s_axi_wr.wready && s_axi_wr.wvalid) begin
|
||||||
|
mem_wr_en = 1'b1;
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||||||
|
if (write_burst_reg != 2'b00) begin
|
||||||
|
write_addr_next = write_addr_reg + (1 << write_size_reg);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
write_count_next = write_count_reg - 1;
|
||||||
|
if (write_count_reg > 0) begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_BURST;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
s_axi_wready_next = 1'b0;
|
||||||
|
if (s_axi_wr.bready || !s_axi_wr.bvalid) begin
|
||||||
|
s_axi_bid_next = write_id_reg;
|
||||||
|
s_axi_bvalid_next = 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_awready_next = 1'b1;
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_IDLE;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_RESP;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_BURST;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
WRITE_STATE_RESP: begin
|
||||||
|
if (s_axi_wr.bready || !s_axi_wr.bvalid) begin
|
||||||
|
s_axi_bid_next = write_id_reg;
|
||||||
|
s_axi_bvalid_next = 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_awready_next = 1'b1;
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_IDLE;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_RESP;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
write_state_next = WRITE_STATE_IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
|
write_state_reg <= write_state_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
write_id_reg <= write_id_next;
|
||||||
|
write_addr_reg <= write_addr_next;
|
||||||
|
write_count_reg <= write_count_next;
|
||||||
|
write_size_reg <= write_size_next;
|
||||||
|
write_burst_reg <= write_burst_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_awready_reg <= s_axi_awready_next;
|
||||||
|
s_axi_wready_reg <= s_axi_wready_next;
|
||||||
|
s_axi_bid_reg <= s_axi_bid_next;
|
||||||
|
s_axi_bvalid_reg <= s_axi_bvalid_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (integer i = 0; i < BYTE_LANES; i = i + 1) begin
|
||||||
|
if (mem_wr_en & s_axi_wr.wstrb[i]) begin
|
||||||
|
mem[write_addr_valid][BYTE_W*i +: BYTE_W] <= s_axi_wr.wdata[BYTE_W*i +: BYTE_W];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rst) begin
|
||||||
|
write_state_reg <= WRITE_STATE_IDLE;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_awready_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_wready_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_bvalid_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always_comb begin
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_IDLE;
|
||||||
|
|
||||||
|
mem_rd_en = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_rid_next = s_axi_rid_reg;
|
||||||
|
s_axi_rlast_next = s_axi_rlast_reg;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_next = s_axi_rvalid_reg && !(s_axi_rd.rready || (PIPELINE_OUTPUT && !s_axi_rvalid_pipe_reg));
|
||||||
|
|
||||||
|
read_id_next = read_id_reg;
|
||||||
|
read_addr_next = read_addr_reg;
|
||||||
|
read_count_next = read_count_reg;
|
||||||
|
read_size_next = read_size_reg;
|
||||||
|
read_burst_next = read_burst_reg;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_arready_next = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
case (read_state_reg)
|
||||||
|
READ_STATE_IDLE: begin
|
||||||
|
s_axi_arready_next = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (s_axi_rd.arready && s_axi_rd.arvalid) begin
|
||||||
|
read_id_next = s_axi_rd.arid;
|
||||||
|
read_addr_next = ADDR_W'(s_axi_rd.araddr);
|
||||||
|
read_count_next = s_axi_rd.arlen;
|
||||||
|
read_size_next = s_axi_rd.arsize <= 3'($clog2(STRB_W)) ? s_axi_rd.arsize : 3'($clog2(STRB_W));
|
||||||
|
read_burst_next = s_axi_rd.arburst;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_arready_next = 1'b0;
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_BURST;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
READ_STATE_BURST: begin
|
||||||
|
if (s_axi_rd.rready || (PIPELINE_OUTPUT && !s_axi_rvalid_pipe_reg) || !s_axi_rvalid_reg) begin
|
||||||
|
mem_rd_en = 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_next = 1'b1;
|
||||||
|
s_axi_rid_next = read_id_reg;
|
||||||
|
s_axi_rlast_next = read_count_reg == 0;
|
||||||
|
if (read_burst_reg != 2'b00) begin
|
||||||
|
read_addr_next = read_addr_reg + (1 << read_size_reg);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
read_count_next = read_count_reg - 1;
|
||||||
|
if (read_count_reg > 0) begin
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_BURST;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
s_axi_arready_next = 1'b1;
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_IDLE;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
read_state_next = READ_STATE_BURST;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always_ff @(posedge clk) begin
|
||||||
|
read_state_reg <= read_state_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
read_id_reg <= read_id_next;
|
||||||
|
read_addr_reg <= read_addr_next;
|
||||||
|
read_count_reg <= read_count_next;
|
||||||
|
read_size_reg <= read_size_next;
|
||||||
|
read_burst_reg <= read_burst_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_arready_reg <= s_axi_arready_next;
|
||||||
|
s_axi_rid_reg <= s_axi_rid_next;
|
||||||
|
s_axi_rlast_reg <= s_axi_rlast_next;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_reg <= s_axi_rvalid_next;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (mem_rd_en) begin
|
||||||
|
s_axi_rdata_reg <= mem[read_addr_valid];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!s_axi_rvalid_pipe_reg || s_axi_rd.rready) begin
|
||||||
|
s_axi_rid_pipe_reg <= s_axi_rid_reg;
|
||||||
|
s_axi_rdata_pipe_reg <= s_axi_rdata_reg;
|
||||||
|
s_axi_rlast_pipe_reg <= s_axi_rlast_reg;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_pipe_reg <= s_axi_rvalid_reg;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rst) begin
|
||||||
|
read_state_reg <= READ_STATE_IDLE;
|
||||||
|
|
||||||
|
s_axi_arready_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
s_axi_rvalid_pipe_reg <= 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
|
`resetall
|
||||||
49
tb/axi/taxi_axi_ram/Makefile
Normal file
49
tb/axi/taxi_axi_ram/Makefile
Normal file
@@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
# SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
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#
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|
# Copyright (c) 2020-2025 FPGA Ninja, LLC
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#
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|
# Authors:
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|
# - Alex Forencich
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|
TOPLEVEL_LANG = verilog
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||||||
|
SIM ?= verilator
|
||||||
|
WAVES ?= 0
|
||||||
|
|
||||||
|
COCOTB_HDL_TIMEUNIT = 1ns
|
||||||
|
COCOTB_HDL_TIMEPRECISION = 1ps
|
||||||
|
|
||||||
|
DUT = taxi_axi_ram
|
||||||
|
COCOTB_TEST_MODULES = test_$(DUT)
|
||||||
|
COCOTB_TOPLEVEL = test_$(DUT)
|
||||||
|
MODULE = $(COCOTB_TEST_MODULES)
|
||||||
|
TOPLEVEL = $(COCOTB_TOPLEVEL)
|
||||||
|
VERILOG_SOURCES += $(COCOTB_TOPLEVEL).sv
|
||||||
|
VERILOG_SOURCES += ../../../rtl/axi/$(DUT).sv
|
||||||
|
VERILOG_SOURCES += ../../../rtl/axi/taxi_axi_if.sv
|
||||||
|
|
||||||
|
# handle file list files
|
||||||
|
process_f_file = $(call process_f_files,$(addprefix $(dir $1),$(shell cat $1)))
|
||||||
|
process_f_files = $(foreach f,$1,$(if $(filter %.f,$f),$(call process_f_file,$f),$f))
|
||||||
|
uniq_base = $(if $1,$(call uniq_base,$(foreach f,$1,$(if $(filter-out $(notdir $(lastword $1)),$(notdir $f)),$f,))) $(lastword $1))
|
||||||
|
VERILOG_SOURCES := $(call uniq_base,$(call process_f_files,$(VERILOG_SOURCES)))
|
||||||
|
|
||||||
|
# module parameters
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||||||
|
export PARAM_DATA_W := 32
|
||||||
|
export PARAM_ADDR_W := 16
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||||||
|
export PARAM_PIPELINE_OUTPUT := 0
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||||||
|
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||||||
|
ifeq ($(SIM), icarus)
|
||||||
|
PLUSARGS += -fst
|
||||||
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||||||
|
COMPILE_ARGS += $(foreach v,$(filter PARAM_%,$(.VARIABLES)),-P $(COCOTB_TOPLEVEL).$(subst PARAM_,,$(v))=$($(v)))
|
||||||
|
else ifeq ($(SIM), verilator)
|
||||||
|
COMPILE_ARGS += $(foreach v,$(filter PARAM_%,$(.VARIABLES)),-G$(subst PARAM_,,$(v))=$($(v)))
|
||||||
|
|
||||||
|
ifeq ($(WAVES), 1)
|
||||||
|
COMPILE_ARGS += --trace-fst
|
||||||
|
VERILATOR_TRACE = 1
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||||||
|
endif
|
||||||
|
endif
|
||||||
|
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||||||
|
include $(shell cocotb-config --makefiles)/Makefile.sim
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||||||
240
tb/axi/taxi_axi_ram/test_taxi_axi_ram.py
Normal file
240
tb/axi/taxi_axi_ram/test_taxi_axi_ram.py
Normal file
@@ -0,0 +1,240 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env python
|
||||||
|
# SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
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"""
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|
Copyright (c) 2020-2025 FPGA Ninja, LLC
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|
Authors:
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|
- Alex Forencich
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"""
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import itertools
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import logging
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import os
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import random
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import cocotb_test.simulator
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|
import pytest
|
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|
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|
import cocotb
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||||||
|
from cocotb.clock import Clock
|
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|
from cocotb.triggers import RisingEdge, Timer
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||||||
|
from cocotb.regression import TestFactory
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|
from cocotbext.axi import AxiBus, AxiMaster
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|
class TB(object):
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|
def __init__(self, dut):
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|
self.dut = dut
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|
self.log = logging.getLogger("cocotb.tb")
|
||||||
|
self.log.setLevel(logging.DEBUG)
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||||||
|
cocotb.start_soon(Clock(dut.clk, 10, units="ns").start())
|
||||||
|
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||||||
|
self.axi_master = AxiMaster(AxiBus.from_entity(dut.s_axi), dut.clk, dut.rst)
|
||||||
|
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||||||
|
def set_idle_generator(self, generator=None):
|
||||||
|
if generator:
|
||||||
|
self.axi_master.write_if.aw_channel.set_pause_generator(generator())
|
||||||
|
self.axi_master.write_if.w_channel.set_pause_generator(generator())
|
||||||
|
self.axi_master.read_if.ar_channel.set_pause_generator(generator())
|
||||||
|
|
||||||
|
def set_backpressure_generator(self, generator=None):
|
||||||
|
if generator:
|
||||||
|
self.axi_master.write_if.b_channel.set_pause_generator(generator())
|
||||||
|
self.axi_master.read_if.r_channel.set_pause_generator(generator())
|
||||||
|
|
||||||
|
async def cycle_reset(self):
|
||||||
|
self.dut.rst.setimmediatevalue(0)
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
self.dut.rst.value = 1
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
self.dut.rst.value = 0
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(self.dut.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
async def run_test_write(dut, data_in=None, idle_inserter=None, backpressure_inserter=None, size=None):
|
||||||
|
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||||||
|
tb = TB(dut)
|
||||||
|
|
||||||
|
byte_lanes = tb.axi_master.write_if.byte_lanes
|
||||||
|
max_burst_size = tb.axi_master.write_if.max_burst_size
|
||||||
|
|
||||||
|
if size is None:
|
||||||
|
size = max_burst_size
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.cycle_reset()
|
||||||
|
|
||||||
|
tb.set_idle_generator(idle_inserter)
|
||||||
|
tb.set_backpressure_generator(backpressure_inserter)
|
||||||
|
|
||||||
|
for length in list(range(1, byte_lanes*2))+[1024]:
|
||||||
|
for offset in list(range(byte_lanes, byte_lanes*2))+list(range(4096-byte_lanes, 4096)):
|
||||||
|
tb.log.info("length %d, offset %d, size %d", length, offset, size)
|
||||||
|
addr = offset+0x1000
|
||||||
|
test_data = bytearray([x % 256 for x in range(length)])
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.axi_master.write(addr-4, b'\xaa'*(length+8))
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.axi_master.write(addr, test_data, size=size)
|
||||||
|
|
||||||
|
data = await tb.axi_master.read(addr-1, length+2)
|
||||||
|
|
||||||
|
assert data.data == b'\xaa'+test_data+b'\xaa'
|
||||||
|
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
async def run_test_read(dut, data_in=None, idle_inserter=None, backpressure_inserter=None, size=None):
|
||||||
|
|
||||||
|
tb = TB(dut)
|
||||||
|
|
||||||
|
byte_lanes = tb.axi_master.write_if.byte_lanes
|
||||||
|
max_burst_size = tb.axi_master.write_if.max_burst_size
|
||||||
|
|
||||||
|
if size is None:
|
||||||
|
size = max_burst_size
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.cycle_reset()
|
||||||
|
|
||||||
|
tb.set_idle_generator(idle_inserter)
|
||||||
|
tb.set_backpressure_generator(backpressure_inserter)
|
||||||
|
|
||||||
|
for length in list(range(1, byte_lanes*2))+[1024]:
|
||||||
|
for offset in list(range(byte_lanes, byte_lanes*2))+list(range(4096-byte_lanes, 4096)):
|
||||||
|
tb.log.info("length %d, offset %d, size %d", length, offset, size)
|
||||||
|
addr = offset+0x1000
|
||||||
|
test_data = bytearray([x % 256 for x in range(length)])
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.axi_master.write(addr, test_data)
|
||||||
|
|
||||||
|
data = await tb.axi_master.read(addr, length, size=size)
|
||||||
|
|
||||||
|
assert data.data == test_data
|
||||||
|
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
async def run_stress_test(dut, idle_inserter=None, backpressure_inserter=None):
|
||||||
|
|
||||||
|
tb = TB(dut)
|
||||||
|
|
||||||
|
await tb.cycle_reset()
|
||||||
|
|
||||||
|
tb.set_idle_generator(idle_inserter)
|
||||||
|
tb.set_backpressure_generator(backpressure_inserter)
|
||||||
|
|
||||||
|
async def worker(master, offset, aperture, count=16):
|
||||||
|
for k in range(count):
|
||||||
|
length = random.randint(1, min(512, aperture))
|
||||||
|
addr = offset+random.randint(0, aperture-length)
|
||||||
|
test_data = bytearray([x % 256 for x in range(length)])
|
||||||
|
|
||||||
|
await Timer(random.randint(1, 100), 'ns')
|
||||||
|
|
||||||
|
await master.write(addr, test_data)
|
||||||
|
|
||||||
|
await Timer(random.randint(1, 100), 'ns')
|
||||||
|
|
||||||
|
data = await master.read(addr, length)
|
||||||
|
assert data.data == test_data
|
||||||
|
|
||||||
|
workers = []
|
||||||
|
|
||||||
|
for k in range(16):
|
||||||
|
workers.append(cocotb.start_soon(worker(tb.axi_master, k*0x1000, 0x1000, count=16)))
|
||||||
|
|
||||||
|
while workers:
|
||||||
|
await workers.pop(0).join()
|
||||||
|
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
await RisingEdge(dut.clk)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def cycle_pause():
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||||||
|
return itertools.cycle([1, 1, 1, 0])
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if cocotb.SIM_NAME:
|
||||||
|
|
||||||
|
data_width = len(cocotb.top.s_axi.wdata)
|
||||||
|
byte_lanes = data_width // 8
|
||||||
|
max_burst_size = (byte_lanes-1).bit_length()
|
||||||
|
|
||||||
|
for test in [run_test_write, run_test_read]:
|
||||||
|
|
||||||
|
factory = TestFactory(test)
|
||||||
|
factory.add_option("idle_inserter", [None, cycle_pause])
|
||||||
|
factory.add_option("backpressure_inserter", [None, cycle_pause])
|
||||||
|
factory.add_option("size", [None]+list(range(max_burst_size)))
|
||||||
|
factory.generate_tests()
|
||||||
|
|
||||||
|
factory = TestFactory(run_stress_test)
|
||||||
|
factory.add_option("idle_inserter", [None, cycle_pause])
|
||||||
|
factory.add_option("backpressure_inserter", [None, cycle_pause])
|
||||||
|
factory.generate_tests()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# cocotb-test
|
||||||
|
|
||||||
|
tests_dir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
|
||||||
|
rtl_dir = os.path.abspath(os.path.join(tests_dir, '..', '..', '..', 'rtl'))
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def process_f_files(files):
|
||||||
|
lst = {}
|
||||||
|
for f in files:
|
||||||
|
if f[-2:].lower() == '.f':
|
||||||
|
with open(f, 'r') as fp:
|
||||||
|
l = fp.read().split()
|
||||||
|
for f in process_f_files([os.path.join(os.path.dirname(f), x) for x in l]):
|
||||||
|
lst[os.path.basename(f)] = f
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
lst[os.path.basename(f)] = f
|
||||||
|
return list(lst.values())
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@pytest.mark.parametrize("data_w", [8, 16, 32])
|
||||||
|
def test_taxi_axi_ram(request, data_w):
|
||||||
|
dut = "taxi_axi_ram"
|
||||||
|
module = os.path.splitext(os.path.basename(__file__))[0]
|
||||||
|
toplevel = module
|
||||||
|
|
||||||
|
verilog_sources = [
|
||||||
|
os.path.join(tests_dir, f"{toplevel}.sv"),
|
||||||
|
os.path.join(rtl_dir, "axi", f"{dut}.sv"),
|
||||||
|
os.path.join(rtl_dir, "axi", "taxi_axi_if.sv"),
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
verilog_sources = process_f_files(verilog_sources)
|
||||||
|
|
||||||
|
parameters = {}
|
||||||
|
|
||||||
|
parameters['DATA_W'] = data_w
|
||||||
|
parameters['ADDR_W'] = 16
|
||||||
|
parameters['ID_W'] = 8
|
||||||
|
parameters['PIPELINE_OUTPUT'] = 0
|
||||||
|
|
||||||
|
extra_env = {f'PARAM_{k}': str(v) for k, v in parameters.items()}
|
||||||
|
|
||||||
|
sim_build = os.path.join(tests_dir, "sim_build",
|
||||||
|
request.node.name.replace('[', '-').replace(']', ''))
|
||||||
|
|
||||||
|
cocotb_test.simulator.run(
|
||||||
|
simulator="verilator",
|
||||||
|
python_search=[tests_dir],
|
||||||
|
verilog_sources=verilog_sources,
|
||||||
|
toplevel=toplevel,
|
||||||
|
module=module,
|
||||||
|
parameters=parameters,
|
||||||
|
sim_build=sim_build,
|
||||||
|
extra_env=extra_env,
|
||||||
|
)
|
||||||
55
tb/axi/taxi_axi_ram/test_taxi_axi_ram.sv
Normal file
55
tb/axi/taxi_axi_ram/test_taxi_axi_ram.sv
Normal file
@@ -0,0 +1,55 @@
|
|||||||
|
// SPDX-License-Identifier: CERN-OHL-S-2.0
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
|
||||||
|
Copyright (c) 2025 FPGA Ninja, LLC
|
||||||
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|
||||||
|
Authors:
|
||||||
|
- Alex Forencich
|
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|
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
`resetall
|
||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
|
||||||
|
`default_nettype none
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* AXI4 RAM testbench
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
module test_taxi_axi_ram #
|
||||||
|
(
|
||||||
|
/* verilator lint_off WIDTHTRUNC */
|
||||||
|
parameter DATA_W = 32,
|
||||||
|
parameter ADDR_W = 16,
|
||||||
|
parameter ID_W = 8,
|
||||||
|
parameter PIPELINE_OUTPUT = 0
|
||||||
|
/* verilator lint_on WIDTHTRUNC */
|
||||||
|
)
|
||||||
|
();
|
||||||
|
|
||||||
|
logic clk;
|
||||||
|
logic rst;
|
||||||
|
|
||||||
|
taxi_axi_if #(
|
||||||
|
.DATA_W(DATA_W),
|
||||||
|
.ADDR_W(ADDR_W+16),
|
||||||
|
.ID_W(ID_W)
|
||||||
|
) s_axi(), m_axi();
|
||||||
|
|
||||||
|
taxi_axi_ram #(
|
||||||
|
.ADDR_W(ADDR_W),
|
||||||
|
.PIPELINE_OUTPUT(PIPELINE_OUTPUT)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
uut (
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.rst(rst),
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* AXI4-Lite slave interface
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
.s_axi_wr(s_axi),
|
||||||
|
.s_axi_rd(s_axi)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
|
`resetall
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user