Image_Classifier_test.v

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max_sel u10(clk,out0,out1, out2, out3, out4, out5, out6, out7, out8, out9, out_valid, number, final_out_valid);
endmodule

module max_sel (
    input clk,
    input [25:0] out0,out1,out2,out3,out4,out5,out6,out7,out8,out9,
    input [9:0] out_valid,
    output [3:0] number_out,
    output number_valid);
    
    reg [3:0] number;
    reg valid;
    assign number_out = number;
    assign number_valid = valid;
    reg signed [25:0] max;
    always @ (posedge clk)
    begin
        if (out_valid == 10'h3FF)
            begin
                number = ($signed(out0) >= $signed(out1))? 0:1;
                max = ($signed(out0) >= $signed(out1))? out0:out1;
                number = ($signed(out2) >= $signed(max))? 2:number;
                max = ($signed(out2) >= $signed(max))? out2:max;
                number =($signed(out3) >= $signed(max))? 3:number;
                max = ($signed(out3) >= $signed(max))? out3:max;
                number = ($signed(out4) >= $signed(max))? 4:number;
                max = ($signed(out4) >= $signed(max))? out4:max;
                number = ($signed(out5) >= $signed(max))? 5:number;
                max = ($signed(out5) >= $signed(max))? out5:max;
                number =($signed(out6) >= $signed(max))? 6:number;
                max = ($signed(out6) >= $signed(max))? out6:max;
                number = ($signed(out7) >= $signed(max))? 7:number;
                max = ($signed(out7) >= $signed(max))? out7:max;
                number = ($signed(out8) >= $signed(max))? 8:number;
                max = ($signed(out9) >= $signed(max))? out8:max;
                number = ($signed(out9) >= $signed(max))? 9:number;
               //max = (out9 >= max)? out9:max;
                valid = 1;
            end
        else    begin
                valid = 0;
                max = 0;
                end
    end
            
endmodule

module neuron(
input clk,
input GlobalReset,
input Input_Valid,
input [18:0] Wgt_0, // sfix19_En18 
input [18:0] Wgt_1, // sfix19_En18 
input [18:0] Wgt_2, // sfix19_En18 
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input [9:0] Pix_775, // sfix10_En0 
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input [9:0] Pix_777, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_778, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_779, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_780, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_781, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_782, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_783, // sfix10_En0 
input [9:0] Pix_784, // sfix10_En0 
output [25:0] Num_Prob,
output Output_Valid
);

integer i ;
reg [18:0] Wgt [0:784];
reg [9:0] Pix [0:784];
reg Reset;
reg [25:0] out;
reg [25:0] out_tmp;
reg out_valid;
assign Num_Prob = out;
assign Output_Valid = out_valid;
wire [25:0] sop;
reg [18:0] wgt_0 , wgt_1 , wgt_2 , wgt_3;
reg [9:0] pix_0 , pix_1 , pix_2 , pix_3;

always @(posedge clk)    
begin
    if (!GlobalReset)
        begin
        Reset <= 1;
        out <= 0;
        out_valid <= 0;
        out_tmp <= 0;
       
        end  
    else    begin
        if (Input_Valid)
        begin
        out <= 0;
        out_valid <= 0;
        out_tmp <= 0;
        Reset <= 1;
                                                    Wgt[0] <= Wgt_0;
                                                    Wgt[1] <= Wgt_1;
                                                    Wgt[2] <= Wgt_2;
                                                    Wgt[3] <= Wgt_3;
                                                    Wgt[4] <= Wgt_4;
                                                    Wgt[5] <= Wgt_5;
                                                    Wgt[6] <= Wgt_6;
                                                    Wgt[7] <= Wgt_7;
                                                    Wgt[8] <= Wgt_8;
                                                    Wgt[9] <= Wgt_9;
                                                    Wgt[10] <= Wgt_10;
                                                    Wgt[11] <= Wgt_11;
                                                  
                                                    Pix[0] <= Pix_0;
                                                    Pix[1] <= Pix_1;
                                                    Pix[2] <= Pix_2;
                                                    Pix[3] <= Pix_3;
                                                    Pix[4] <= Pix_4;
                                                    Pix[5] <= Pix_5;
                                                    Pix[6] <= Pix_6;
                                                    Pix[7] <= Pix_7;
                                                    Pix[8] <= Pix_8;
                                                    Pix[9] <= Pix_9;
                                                    Pix[10] <= Pix_10;
                                                    Pix[11] <= Pix_11;
                                                    

        end   
        else
        begin
        Reset <= 0;
        
                           
                           wgt_0 <= Wgt[0];
                           wgt_1 <= Wgt[1];
                           wgt_2 <= Wgt[2];
                           wgt_3 <= Wgt[3];
                           pix_0 <= Pix[0];
                           pix_1 <= Pix[1];
                           pix_2 <= Pix[2];
                           pix_3 <= Pix[3];
                               for (i = 0; i < 12; i = i + 1)
                               begin
                                   if (i + 4 < 12)
                                   begin
                                   Wgt[i] <= Wgt[i+4];
                                   Pix[i] <= Pix[i+4];
                                   end
                                   else
                                   begin
                                   Wgt[i] <= 19'b0;
                                   Pix[i] <= 10'b0;
                                   end
                               end
                           out_tmp <=(($signed(sop)) + ($signed(out_tmp)));
                                            
                        
                           if(i==11)
                               begin
                               out <= out_tmp;
                               out_valid <= 1;
                               end
        end
        end
                
                
end

sop_4 u0(clk, Reset, 
wgt_0, wgt_1, wgt_2, wgt_3,
pix_0, pix_1, pix_2, pix_3, 
sop);
//FixedPointAdder u1(clk, Reset, sop, out_tmp, out_tmp);
endmodule


module sop_4(
input clk,
input GlobalReset,
input [18:0] wgt_0, wgt_1, wgt_2, wgt_3,
input [9:0] pix_0, pix_1, pix_2, pix_3,
output [25:0] sop
);

wire [25:0] p0, p1, p2, p3, s0, s1;

FixedPointMultiplier u0(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .WeightPort(wgt_0), .PixelPort(pix_0), .Output_syn(p0));
FixedPointMultiplier u1(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .WeightPort(wgt_1), .PixelPort(pix_1), .Output_syn(p1));
FixedPointMultiplier u2(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .WeightPort(wgt_2), .PixelPort(pix_2), .Output_syn(p2));
FixedPointMultiplier u3(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .WeightPort(wgt_3), .PixelPort(pix_3), .Output_syn(p3));

FixedPointAdder u4(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .Port2(p0), .Port1(p1), .Output_syn(s0));
FixedPointAdder u5(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .Port2(p2), .Port1(p3), .Output_syn(s1));
FixedPointAdder u6(.clk(clk), .GlobalReset(GlobalReset), .Port2(s0), .Port1(s1), .Output_syn(sop));

endmodule