amit.b
/
PBCH_ENCODER

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: BITSILICA PRIVATE LIMITED
// Design Name: ENCODER FROZEN BIT INSERTION
// Module Name: encoder_frozen_bit_insertion_rtl
// Project Name: POLAR ENCODER-DECODER
// Target Devices: Zynq UltraScale+ ZCU111 Evaluation Platform (xczu28dr-ffvg1517-2-e)
// Tool Versions: VIVADO 2020.1
// Description: RTL code for inserting frozen bits into information, according to given reliability sequence.
// 
// encoder_frozen_bit_insertion_rtl is written to insert frozen bits in between information bits, according to reliability sequence
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


module encoder_frozen_bit_insertion_rtl1
#(
  parameter N = 512,                   // length of information+CRC+Frozen bits
  parameter K = 164                  	 // length of information+CRC bits
  ) 
 (
  input  wire         clock_i,         // system clock
  input  wire         reset_ni,        // active low synchronous reset
  input  wire [K-1:0] msg_i,           // input information+CRC bits
  output reg  [N-1:0] msg_o            // information+CRC+frozen bits 
);

  reg [N-1:0] msg_1;                   // internal register to hold the output of frozen bit insertion
  
  reg [K-1:0] msg_2;
  
  int i,j,k='d0,p='d0,x='d0;           // looping variables
  int q='d0;
		

  // storing the frozen locations in rel_seq array (reliability in ascending order)
       
  reg [9:0]rel_seq_512[511:0] =
                  '{10'd511, 10'd510, 10'd509, 10'd507, 10'd503, 10'd495, 10'd508, 10'd479, 10'd506, 10'd505, 10'd447, 10'd501, 10'd494, 
                  10'd502, 10'd499, 10'd493, 10'd383, 10'd478, 10'd491, 10'd477, 10'd255, 10'd504, 10'd487, 10'd475, 10'd446, 10'd500, 
                  10'd471, 10'd445, 10'd498, 10'd382, 10'd443, 10'd492, 10'd497, 10'd381, 10'd463, 10'd490, 10'd439, 10'd476, 10'd486, 
                  10'd489, 10'd431, 10'd379, 10'd254, 10'd474, 10'd473, 10'd485, 10'd415, 10'd483, 10'd470, 10'd444, 10'd375, 10'd253, 
                  10'd367, 10'd247, 10'd469, 10'd441, 10'd442, 10'd462, 10'd251, 10'd438, 10'd467, 10'd351, 10'd496, 10'd461, 10'd380, 
                  10'd437, 10'd459, 10'd378, 10'd239, 10'd488, 10'd430, 10'd484, 10'd319, 10'd435, 10'd377, 10'd455, 10'd472, 10'd223, 
                  10'd414, 10'd427, 10'd482, 10'd373, 10'd252, 10'd429, 10'd468, 10'd366, 10'd413, 10'd481, 10'd371, 10'd250, 10'd466, 
                  10'd423, 10'd374, 10'd440, 10'd365, 10'd411, 10'd249, 10'd460, 10'd350, 10'd246, 10'd465, 10'd436, 10'd407, 10'd191, 
                  10'd127, 10'd363, 10'd458, 10'd245, 10'd349, 10'd434, 10'd399, 10'd457, 10'd359, 10'd238, 10'd428, 10'd376, 10'd318, 
                  10'd454, 10'd243, 10'd347, 10'd433, 10'd237, 10'd453, 10'd426, 10'd222, 10'd317, 10'd372, 10'd343, 10'd412, 10'd235, 
                  10'd451, 10'd425, 10'd422, 10'd370, 10'd221, 10'd315, 10'd480, 10'd335, 10'd364, 10'd190, 10'd369, 10'd248, 10'd231, 
                  10'd410, 10'd421, 10'd311, 10'd219, 10'd409, 10'd362, 10'd464, 10'd406, 10'd419, 10'd348, 10'd215, 10'd361, 10'd189, 
                  10'd244, 10'd303, 10'd405, 10'd358, 10'd456, 10'd346, 10'd398, 10'd242, 10'd126, 10'd236, 10'd187, 10'd357, 10'd432, 
                  10'd207, 10'd403, 10'd397, 10'd452, 10'd345, 10'd241, 10'd316, 10'd342, 10'd125, 10'd234, 10'd183, 10'd287, 10'd355, 
                  10'd395, 10'd424, 10'd314, 10'd220, 10'd341, 10'd123, 10'd175, 10'd233, 10'd334, 10'd450, 10'd313, 10'd391, 10'd230, 
                  10'd368, 10'd218, 10'd339, 10'd119, 10'd333, 10'd310, 10'd420, 10'd159, 10'd229, 10'd408, 10'd217, 10'd449, 10'd188, 
                  10'd309, 10'd214, 10'd331, 10'd111, 10'd360, 10'd302, 10'd418, 10'd227, 10'd404, 10'd186, 10'd213, 10'd417, 10'd301, 
                  10'd307, 10'd356, 10'd402, 10'd327, 10'd95, 10'd206, 10'd240, 10'd344, 10'd396, 10'd185, 10'd401, 10'd211, 10'd354, 
                  10'd299, 10'd286, 10'd182, 10'd205, 10'd124, 10'd232, 10'd285, 10'd295, 10'd181, 10'd394, 10'd340, 10'd63, 10'd203, 
                  10'd353, 10'd448, 10'd122, 10'd283, 10'd393, 10'd174, 10'd390, 10'd312, 10'd338, 10'd228, 10'd179, 10'd199, 10'd121, 
                  10'd173, 10'd389, 10'd332, 10'd118, 10'd337, 10'd158, 10'd279, 10'd271, 10'd416, 10'd216, 10'd308, 10'd387, 10'd226, 
                  10'd330, 10'd171, 10'd212, 10'd117, 10'd110, 10'd329, 10'd157, 10'd306, 10'd326, 10'd225, 10'd167, 10'd115, 10'd184, 
                  10'd109, 10'd300, 10'd305, 10'd210, 10'd155, 10'd325, 10'd352, 10'd400, 10'd298, 10'd204, 10'd94, 10'd284, 10'd209, 
                  10'd151, 10'd180, 10'd107, 10'd297, 10'd392, 10'd323, 10'd202, 10'd93, 10'd294, 10'd178, 10'd103, 10'd143, 10'd282, 
                  10'd62, 10'd336, 10'd201, 10'd120, 10'd172, 10'd198, 10'd91, 10'd388, 10'd293, 10'd177, 10'd278, 10'd281, 10'd61, 
                  10'd170, 10'd116, 10'd197, 10'd87, 10'd156, 10'd277, 10'd114, 10'd169, 10'd59, 10'd291, 10'd275, 10'd270, 10'd195, 
                  10'd166, 10'd224, 10'd108, 10'd269, 10'd79, 10'd154, 10'd113, 10'd328, 10'd55, 10'd106, 10'd165, 10'd153, 10'd150, 
                  10'd386, 10'd208, 10'd324, 10'd385, 10'd267, 10'd47, 10'd92, 10'd163, 10'd296, 10'd304, 10'd105, 10'd102, 10'd149, 
                  10'd263, 10'd322, 10'd292, 10'd90, 10'd200, 10'd31, 10'd321, 10'd142, 10'd176, 10'd147, 10'd101, 10'd141, 10'd196, 
                  10'd290, 10'd89, 10'd280, 10'd60, 10'd86, 10'd99, 10'd139, 10'd168, 10'd58, 10'd276, 10'd85, 10'd194, 10'd289, 
                  10'd78, 10'd135, 10'd112, 10'd57, 10'd83, 10'd54, 10'd274, 10'd268, 10'd164, 10'd77, 10'd152, 10'd193, 10'd53, 
                  10'd162, 10'd104, 10'd273, 10'd266, 10'd75, 10'd46, 10'd148, 10'd51, 10'd100, 10'd45, 10'd161, 10'd265, 10'd262, 
                  10'd71, 10'd146, 10'd30, 10'd140, 10'd88, 10'd98, 10'd43, 10'd29, 10'd261, 10'd145, 10'd138, 10'd84, 10'd259, 10'd39, 
                  10'd97, 10'd27, 10'd56, 10'd82, 10'd137, 10'd76, 10'd384, 10'd134, 10'd23, 10'd52, 10'd133, 10'd320, 10'd15, 10'd73, 
                  10'd50, 10'd81, 10'd131, 10'd44, 10'd70, 10'd192, 10'd288, 10'd160, 10'd272, 10'd74, 10'd49, 10'd42, 10'd69, 10'd28, 
                  10'd144, 10'd41, 10'd67, 10'd96, 10'd38, 10'd264, 10'd260, 10'd136, 10'd22, 10'd25, 10'd37, 10'd80, 10'd26, 10'd258, 
                  10'd35, 10'd132, 10'd21, 10'd257, 10'd72, 10'd14, 10'd48, 10'd13, 10'd19, 10'd130, 10'd68, 10'd40, 10'd11, 10'd66, 
                  10'd129, 10'd7, 10'd36, 10'd24, 10'd34, 10'd256, 10'd20, 10'd65, 10'd33, 10'd12, 10'd128, 10'd18, 10'd10, 10'd17, 
                  10'd6, 10'd9, 10'd64, 10'd5, 10'd3, 10'd32, 10'd16, 10'd8, 10'd4, 10'd2, 10'd1, 10'd0} ;
                  
             reg [9:0]rel_seq_256[255:0] =      
                  '{10'd255, 10'd254, 10'd253, 10'd247, 10'd251, 10'd239, 10'd223, 10'd252, 10'd250, 10'd249, 10'd246, 10'd191, 10'd127, 
                  10'd245, 10'd238, 10'd243, 10'd237, 10'd222, 10'd235, 10'd221, 10'd190, 10'd248, 10'd231, 10'd219, 10'd215, 10'd189, 
                  10'd244, 10'd242, 10'd126, 10'd236, 10'd187, 10'd207, 10'd241, 10'd125, 10'd234, 10'd183, 10'd220, 10'd123, 10'd175, 
                  10'd233, 10'd230, 10'd218, 10'd119, 10'd159, 10'd229, 10'd217, 10'd188, 10'd214, 10'd111, 10'd227, 10'd186, 10'd213, 
                  10'd95, 10'd206, 10'd240, 10'd185, 10'd211, 10'd182, 10'd205, 10'd124, 10'd232, 10'd181, 10'd63, 10'd203, 10'd122, 
                  10'd174, 10'd228, 10'd179, 10'd199, 10'd121, 10'd173, 10'd118, 10'd158, 10'd216, 10'd226, 10'd171, 10'd212, 10'd117, 
                  10'd110, 10'd157, 10'd225, 10'd167, 10'd115, 10'd184, 10'd109, 10'd210, 10'd155, 10'd204, 10'd94, 10'd209, 10'd151, 
                  10'd180, 10'd107, 10'd202, 10'd93, 10'd178, 10'd103, 10'd143, 10'd62, 10'd201, 10'd120, 10'd172, 10'd198, 10'd91, 
                  10'd177, 10'd61, 10'd170, 10'd116, 10'd197, 10'd87, 10'd156, 10'd114, 10'd169, 10'd59, 10'd195, 10'd166, 10'd224, 
                  10'd108, 10'd79, 10'd154, 10'd113, 10'd55, 10'd106, 10'd165, 10'd153, 10'd150, 10'd208, 10'd47, 10'd92, 10'd163, 
                  10'd105, 10'd102, 10'd149, 10'd90, 10'd200, 10'd31, 10'd142, 10'd176, 10'd147, 10'd101, 10'd141, 10'd196, 10'd89, 
                  10'd60, 10'd86, 10'd99, 10'd139, 10'd168, 10'd58, 10'd85, 10'd194, 10'd78, 10'd135, 10'd112, 10'd57, 10'd83, 10'd54, 
                  10'd164, 10'd77, 10'd152, 10'd193, 10'd53, 10'd162, 10'd104, 10'd75, 10'd46, 10'd148, 10'd51, 10'd100, 10'd45, 10'd161, 
                  10'd71, 10'd146, 10'd30, 10'd140, 10'd88, 10'd98, 10'd43, 10'd29, 10'd145, 10'd138, 10'd84, 10'd39, 10'd97, 10'd27, 
                  10'd56, 10'd82, 10'd137, 10'd76, 10'd134, 10'd23, 10'd52, 10'd133, 10'd15, 10'd73, 10'd50, 10'd81, 10'd131, 10'd44, 
                  10'd70, 10'd192, 10'd160, 10'd74, 10'd49, 10'd42, 10'd69, 10'd28, 10'd144, 10'd41, 10'd67, 10'd96, 10'd38, 10'd136, 
                  10'd22, 10'd25, 10'd37, 10'd80, 10'd26, 10'd35, 10'd132, 10'd21, 10'd72, 10'd14, 10'd48, 10'd13, 10'd19, 10'd130, 
                  10'd68, 10'd40, 10'd11, 10'd66, 10'd129, 10'd7, 10'd36, 10'd24, 10'd34, 10'd20, 10'd65, 10'd33, 10'd12, 10'd128, 
                  10'd18, 10'd10, 10'd17, 10'd6, 10'd9, 10'd64, 10'd5, 10'd3, 10'd32, 10'd16, 10'd8, 10'd4, 10'd2, 10'd1, 10'd0};
           
           reg [9:0]rel_seq_128[127:0] =
               '{10'd127, 10'd126, 10'd125, 10'd123, 10'd119, 10'd111, 10'd95, 10'd124, 10'd63, 10'd122, 10'd121, 10'd118, 10'd117, 10'd110, 
               10'd115, 10'd109, 10'd94, 10'd107, 10'd93, 10'd103, 10'd62, 10'd120, 10'd91, 10'd61, 10'd116, 10'd87, 10'd114, 10'd59, 10'd108, 
               10'd79, 10'd113, 10'd55, 10'd106, 10'd47, 10'd92, 10'd105, 10'd102, 10'd90, 10'd31, 10'd101, 10'd89, 10'd60, 10'd86, 10'd99, 
               10'd58, 10'd85, 10'd78, 10'd112, 10'd57, 10'd83, 10'd54, 10'd77, 10'd53, 10'd104, 10'd75, 10'd46, 10'd51, 10'd100, 10'd45, 
               10'd71, 10'd30, 10'd88, 10'd98, 10'd43, 10'd29, 10'd84, 10'd39, 10'd97, 10'd27, 10'd56, 10'd82, 10'd76, 10'd23, 10'd52, 10'd15, 
               10'd73, 10'd50, 10'd81, 10'd44, 10'd70, 10'd74, 10'd49, 10'd42, 10'd69, 10'd28, 10'd41, 10'd67, 10'd96, 10'd38, 10'd22, 10'd25, 
               10'd37, 10'd80, 10'd26, 10'd35, 10'd21, 10'd72, 10'd14, 10'd48, 10'd13, 10'd19, 10'd68, 10'd40, 10'd11, 10'd66, 10'd7, 10'd36, 
               10'd24, 10'd34, 10'd20, 10'd65, 10'd33, 10'd12, 10'd18, 10'd10, 10'd17, 10'd6, 10'd9, 10'd64, 10'd5, 10'd3, 10'd32, 10'd16, 
               10'd8, 10'd4, 10'd2, 10'd1, 10'd0};
            
            reg [9:0]rel_seq_64[63:0] = 
               '{10'd63, 10'd62, 10'd61, 10'd59, 10'd55, 10'd47, 10'd31, 10'd60, 10'd58, 10'd57, 10'd54, 10'd53, 10'd46, 10'd51, 10'd45, 10'd30, 
               10'd43, 10'd29, 10'd39, 10'd27, 10'd56, 10'd23, 10'd52, 10'd15, 10'd50, 10'd44, 10'd49, 10'd42, 10'd28, 10'd41, 10'd38, 10'd22, 
               10'd25, 10'd37, 10'd26, 10'd35, 10'd21, 10'd14, 10'd48, 10'd13, 10'd19, 10'd40, 10'd11, 10'd7, 10'd36, 10'd24, 10'd34, 10'd20, 10'd33, 
               10'd12, 10'd18, 10'd10, 10'd17, 10'd6, 10'd9, 10'd5, 10'd3, 10'd32, 10'd16, 10'd8, 10'd4, 10'd2, 10'd1, 10'd0};
            
            reg [9:0]rel_seq_32[31:0] = 
              '{10'd31, 10'd30, 10'd29, 10'd27, 10'd23, 10'd15, 10'd28, 10'd22, 10'd25, 10'd26, 10'd21, 10'd14, 10'd13, 10'd19, 10'd11, 10'd7, 10'd24, 
              10'd20, 10'd12, 10'd18, 10'd10, 10'd17, 10'd6, 10'd9, 10'd5, 10'd3, 10'd16, 10'd8, 10'd4, 10'd2, 10'd1, 10'd0};

		
  always@(posedge clock_i)
      begin : insert_frz_zeroes      
        if(q == 0)
          msg_2 <= msg_i;
                                  
        if(q >= (N-K) ) begin : insert_msg_crc
          case(N)
            32  : msg_1[rel_seq_32[q]]  <= msg_2[x];       // filling remaining most reliable K positions with information+CRC bits
            64  : msg_1[rel_seq_64[q]]  <= msg_2[x];
            128 : msg_1[rel_seq_128[q]] <= msg_2[x];
            256 : msg_1[rel_seq_256[q]] <= msg_2[x];
            512 : msg_1[rel_seq_512[q]] <= msg_2[x];
            default:msg_1               <= 'b0;
          endcase
          if(x < K)
            x ++;
          else
            x <= 0;
        end : insert_msg_crc                            // N - K bits need to be frozen         
        else begin
          case(N)
              32  : msg_1[rel_seq_32[q]]  <= 1'b0;             // filling the least reliable frozen positions with 0's
              64  : msg_1[rel_seq_64[q]]  <= 1'b0;
              128 : msg_1[rel_seq_128[q]] <= 1'b0;
              256 : msg_1[rel_seq_256[q]] <= 1'b0;
              512 : msg_1[rel_seq_512[q]] <= 1'b0;
              default:msg_1               <= 'b0;
          endcase 
        end
      if(msg_2 == msg_i && q<N )
        q <= q+1;
      else
        q <= 0;
    end : insert_frz_zeroes


  always@(posedge clock_i)
    if(!reset_ni)
      msg_o <= 0;
    else if(q==N)
      msg_o <= msg_1;
    else
      msg_o <= msg_o;

    
endmodule