Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 131
Текст из файла (страница 131)
6.16. Программа на языке АВЕС для выбора хода на основании опыта водот* р' ттс1е 'Р1ск а аоче ов1ак егрег1еасв' РГСК2 дечтсе 'Р22Ч10'; Таросе утоа Р1ск1 Рьа Р!СКЗ..Р1СКС Р1а " 1аротв Утоо Т1с-Тас-Тоо ягга сотоетв Х11, У11, Х13, У13, Х31, У31, ХЗЗ, УЗЗ р1о " соаыое6 1вросе Угва еасегав1 мак Засев; 1 512, Е21, Е25, ЕЗ2 р1а " Моче оочрос мачез...пчеа р1в 1..4; " Иоче. 11 агу, Тгов Р1СК1 РЬО 5..11.
13; > соттевроад1ак се11 1в сарау Ы..15, 22..23; 17..20 1вчуре 'сов'; Ртск [Рпжз .Р1ск03, " Яес де11вгв1о " Моа-госвгед аоче саров аад оаоро. еасо61ая Каче - [иачез..начк03; ИСЧЕ11 [1,0,0,03; ИСЧЕ12 =,[0,1,0,03: ВОЧЕ13 [0.0,1,03; ИОЧЕ21 = [0.0,0,13; НОЧЕ22 [1,1,0,0".; НОЧЕБЗ = [0,1,1,11; начез1 [1,'0,'1,'1; иачезг - [1,'1,'0,'13, 'иочезз = [1,'','1,'03 Ианк [0,0,0,03; тмогвежате ечоас1оав Тот ворсу сотоет се11в е!1 !х11 а !Т11~ е13 !х13 а !Т13; е31 !хз1 Ф !уз1; езз !хзз к 'узз; еясытоов еос р1св2 В табл.
6.16 приведена программа для ПЛУ Р!СК2, где предполагается, что в качестве «дополнительной логики» применены четыре схемы ИЛИ-НЕ. Для выбора хода в этой программе использован простейший эвристический алгоритм: если имеется пустая угловая клетка, то она и выбирается; в противном случае выбирается средняя клетка на краю поля. Эту программу надо бы немного улучшить, потому что иногда она проигрывает [см. задачу 6.8). К счастью, равенствам, возникаюшим в результате компиляции программы из табл.
6.16, требует только от 8 до 10 терман на выход, поэтому еше есть возможность сделать эту программу более умной (см. задачи 6.9 и 6.10). -Б[артевг ЧНРЛ РТСБ ЕЬБЕ МНЕМ Е[ЯЕ 'еЕЕИ ЕЬЯЕ ЯНЕК ЕЬБЕ ЪБЕМ ЕЬЯЕ МНЕМ ЕЬБЕ МНЕМ Е1.БЕ МНЕМ Е! БЕ ЧБЕИ еьяе иаче врртоась — р1ск сотаег гу вча1 еьте, е1ве в16е .- Иамк тнрэ[ Каче = шок; еы ткем иаче - Качем; е[з ткем паче - исчкгз; ез1 тнкм иаче - иачез1; езз тяки иаче * мочезз; 512 ТНЕИ МОЧЕ ИОЧЕ12~ е21 тнеи иаче качег!; егз тнеи начк - мачегз; Е32 ТКЕМ МОЧЕ КСЧЕ32; - маие; 58В Глава б. Примеры проектирования комбинационных схем 6.3. Примеры проектирования с использованием языка ЧНО~ 6.3.1. Устройство быстрого сдвига В разделе 6.1.1 устройство быстрого сдвига было определено как комбинационная логическая схема с п входами данных, и выходал1и данных и набором входных управляющих сигналов, которые задают величину сдвига выходных данных относительно входных.
Таге же было показано, как построить простое устройство быстрого сдвига, выполняющее только циклические сдвиги влево, используя стандартные микросхемы средней степени интеграции. Затем в разделе 6.2. ! было показано, как на языке АВЕ1. описывается устройство быстрого сдвига, обладающее ббльшими возможностями, но там мы отметили также, что для реализации такого устройства ПЛУ обычно не подходит. В этом разделе мы покажем, как можно воспользоваться языком ЧИПЕ дл~)описания как поведения, так и структуры устройств быстрого сдвига при их реализации на основе специализированных ИС или ИС типа РРОА. В табл. 6.17 представлена поведенческая программа на языке ЧНО1. для ! 6- разрядного устройства быстрого сдвига, которое выполняет сдвиг для любой из шести возможных комбинаций типа сдвига и направления.
Как мы уже видели ранее!си. в табл. 6.3), сдвиги бывают циклическими, логическими и арифметическими, и сдвиг может производиться, естественно, влево или вправо. Как видно из объявления объекта, 4-разрядным входным сигналом управления Б задается величина сдвига, а 3-разрядным входным сигналом управления С определяется режим сдвига!тип и направление). Используя пакет !ЕЕЕ всс! 1одъс агути, мы определяем тип величины сдвига Б как ОЬ!Б1ОЫЕО для того, чтобы позже можно было воспользоваться функцией СОНЧ 1ЫТЕБЕИ из этогО пакста. Обратите внимание, что объявление объекта включает шесть определений постоянных, которыми устанавливается соответствие между режимами сдвига и значением С.
Хотя мы не обсуждали это в разделе 4.7, но язык ЧНР! позволяет помещать константу, тип, сигнал и другие объявления в объявление объекта. Определение таких элементов в обьявлении объекта имеет смысл только в том случае, когда они должны быть одними и теми же в любой архитектуре. В нашем случае за режимами сдвига закрепляются вполне определенные двоичные коды, поэтому здесь им самое место.
Другим элементам предстоит появиться в определении архитектуры. В части программы, относящейся к архитектуре, мы определяем шесть функций, по одной для каждого вида сдвига 16-разрядного элемента типа БтО е081с чеСтОБ. В архитектуре определен также подтип ОдтАХОВО, чтобы сэкономить на его объявлении в определениях функций. Табл 6, 1 7, ПовеДенческое ННОЕ -описание УстРойства быстРого сДвига, выполняющего 6 видов сдвига 11игагу 1ЕЯЕ; иве 1ЕЕЕ.втб 1оя1с 1164,а11; иве 1ЕЕЕ.всб 1оя(с аг1СЬ.а11; епсбсу Ьахге116 Ав рога ( 01И: га ЯТВ ЫСТС иЕСТО«(15 бо«и о О); Я: хи ВИБ1СИЕВ (3 боаиго О); С: 1и БТО 10010 ЧЕСТС«(2 бо«иво О); ООВТ: оих ЯТВ 10010 ТЕСТО« (15 бо«исо О) ); соаесапи йхосахе: Бтп 1.ОСХС )остс«: "000"; сопесаих «гохаое: БТО (ЗСТС ТЕСТО«:= "001*; сопесапс В)оя|сп1: ЯТВ 1.0С1С УЕСТО«: "010'; соивсапс «1оя>са1: ято 00010 тесто«:= "011"; сопвхапс Ваг1сун ЯТО 10010 ТЕСТО«:« "100'; с всаис «ехбсь: Бтп 00010 и«суп« : " 101"; епб Ьагхе 16; Па.а 1присв ЯЫТС ахоииС, 0-15 Кобе сопвго1 Оыа Ьив осирис — ВЕ11ПЕ СЬЕ Ссб ПЯ Оу — сЬе 6111егеис вь11с вобез ахсыхесхихе Ьахгс116 Ьеьа«1огв) от Ьагхе115 Ы зиЬСурв ОАТАИС«0 хв ЯТО ВЯС1С УЕС(0«(15 ~1о«пхо О); тип«Сбои уго1 СН ОАТАИС«П; Я: ОИБТСИЕВ) геиихи О«ТАИС«0 1в «ах1пЬАе И: 1ИРЕСЕаи «ах1 еЫв ТИРВ: ВАТАИОЯП; Ьея1и И:= СВИТ 1ИТЕСЕ«(Я); ТХРП: В; уог 1 1и 1 Со И 1оор ТХРВ : ТИРО(14 бо«псе С) А ТИРВ(15)~ еиб 1оор; хеви и ТРРВ; епб Уго1; Ьея>п рхосевв(01И, Я, С) Ьев>п саве С 1з «Ьеа Ьго асе > ВОСТ < «Ьеп «хосахе => 000Т < «Ьеа 11оябса1 > ОСОТ < «Ьеи «1оЯАса1 => ПОЮТ <= Ь 1 сЬ => ПОСТ впеп «ах>сЬ > ОСОТ < «Ьеп осЬехв > пи11; еиб савв; еиб ргосеве; епб Ьагге116 ЬеЬасбога1; Уго1(ВТИ,Я); Усох (015, Б); У в 11 (В 1М, Я); .вх1(01И',Б) ', уз)а(01И,Я); уз~а(01И,Б); б З.
Примеры проектирования с использованием языка 1(НЕ)А. 589 590 Глава 6. Примеры проектирования комбинационных схем ВАШИ СОБСТВЕННЫЕ СДВИГИ В действительности у языка УНРЬ-93 есть встроенные операторы свига гс1, гог, э11, э »1, а1а н ага элементов типа актау, соответствующие операциям сдвига, перечисленным в табл. 6.3. Так как этих операторов нет в языке УНРЬ-87, мы определили в табл. 6.17 свои собственные функции. На самом деле, в таблице приведена только одна из них (Уго1); определение остальных функций оставлено читателю в качестве задачи (задача 6.! 1). В табл.
6.17 полностью приведена только первая функция 1Угс1); остальные подобны ей, за исключением изменения в одной строке. Используемая в цикле Тот переменная 14 является результатом преобразования величины сдвига О в целое число. Кроме того, мы присваиваем значение входного вектора )Э локапьной переменной ТМРО, которая в цикле Тсг сдвигается М раз, Тело цикла Тсг образует единственный оператор присваивания. В нем берется! 5-битовый отрезок слова данных 1ТМРО114с)снпсоО) ! и осуществляется конкатенация 1а1; результат возвращается в тмРО вместе с битом 1ТМР))115 ) ), который «выдвинулся» с левого края.
Подобными действиями можно описать и другие типы сдвига. Заметьте, что функции сдвига нельзя было бы определить в другом, неповеденческом описании объекта )э ах ге 11 6, например, в структурной архитектуре. Часть «параллельных операторов» в этой архитектуре исчерпывается единственным процессом, список чувствительности юторого составляют все входы обьекга Оператор сале этого процесса присваивает результат выходу )ЭО))Т, вызывая соответствующую функцюо в зависимости от значения сигнача С на входе выбора режима.
Процесс, приведенный в табл. 6.17, является хорошим поведенческим описанием устройства быстрого сдвига, но многие средства синтеза не смогуг синтезировать схему по такому описанию. Проблема заключается в том, что большинству программных средств требуется, чтобы диапазон цикла Ток был статическим на момент компиляции, тогда как у цикла То х в функции Чг о 1 диапазон динамический: он зависит от значения входного сигнала 8 во время работы схемы. Ну, действительно трудно представить себе, какую схему могла бы выдать программа синтеза даже в том случае, если бы она была способна обрабатывать циклы Тот с динамическим диапазоном. Это пример того, когда разработчику следует хотя бы немного поруководить средствами синтеза при выборе структуры схемы, если есть желание получить достаточно быстрый и эффективный результат.
На рис. 6.2 было показано, как может выглядеть 16-разрядное устройство быстрого сдвига, выполняющее циклические сдвиги влево, собранное нз стандартных ИС средней степени интеграции. В этой схеме последовательно один за другим включены четыре 16-разрядных 2-входовых мультиплексора, осуществляющих сдвиг входных данных на О разрядов или на 1, 2, 4 и 8 разрядов в зависимости от значений сигналов 80-83 соответственно. Подобный характер поведения н структуру такого вида можно описать средствами языка УНР1. так, как это сделано в программе, приведенной в табл. 6,18. Несмотря на то, что в программе используется процесс и она написана в «поведенческом» стиле, можно быть более или менее уверенным в том, что для каждого оператора "з Т" в большинстве случаев синтезатор создаст по 2-входовому мультиплексору, которые образуют последовательную цепочку, подобную приведенной на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
