Praca dotyczy syntezy komparatorów binarnych w strukturach CPLD/FPGA. Do budowy komparatorów wykorzystano struktury hierarchiczne i równoległo-szeregowe metody syntezy. Badania eksperymentalne wykonano dla komparatorów 128-bitowych oraz 256-bitowych w środowisku Quartus II firmy Altera. Wybrane parametry porównano z wynikami uzyskanymi za pomocą funkcji lpm_compare. Dla komparatorów 128-bitowych uzyskano zmniejszenie kosztu realizacji o 13% oraz zmniejszenie ich maksymalnego czasu propagacji do 38%. W przypadku komparatorów 256-bitowych uzyskano zmniejszenie kosztu realizacji o 19% oraz zmniejszenie ich maksymalnego czasu propagacji do 54%.
EN
The paper deals with the problem of a binary comparator synthesis in CPLD/FPGA structures. The comparators were built with the usage of the Verilog language and the Quartus II graphics editor [10]. Section 1 describes the notion of a digital comparator, its basic usage [1-4] and research directions [6-10]. Section 2 presents the general hierarchical structure of the comparator (Fig. 1). Section 3 describes the parallel-serial method of the comparator synthesis [10]. This method was used in the first level comparator synthesis in hierarchical structures of 128-bit and 256-bit comparators. Section 4 presents the results of experimental research. The comparators were built and tested in the Altera Quartus II environment. In the experimental investigations, hierarchical comparators (128-bit and 256-bit) were compared with the comparators (128_lpm and 256_lpm) built with the direct usage of the lpm_compare library function of the Quartus II package. The research was conducted on two CPLD families (MAX II and MAX V) and on four FPGA families (Cyclone III, Arria II GX, Arria V GZ and Stratix III). Two parameters, the implementation cost and the maximum propagation delay, were compared. For 128-bit comparators, the implementation cost was reduced by 13% and the maximum propagation delay was reduced up to 38% (depending on the family of FPGA structures). For 256-bit comparators, the implementation cost was reduced by 19% and the maximum propagation delay was reduced up to 54% (depending on the family of FPGA structures).
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca dotyczy problemu syntezy układu sekwencyjnego w oparciu o programowalne układy logiczne. Cechą szczególną zastosowanej metody jest wykorzystanie wartości zmiennych wyjściowych jako kodu lub części kodu stanów wewnętrznych automatu skończonego. Do uproszczenia funkcji wyjść i funkcji wzbudzeń elementów pamięci automatu zastosowano metodę syntezy wielopoziomowych układów kombinacyjnych wykorzystującą sprzężenia zwrotne układu programowalnego. Praca zawiera także wyniki badań eksperymentalnych metody.
EN
In this paper, a problem of synthesis of sequential circuit on programmable logic device was presented. A special feature of the method is application of values of output variables as a code or as a part of code of internal states of a finite automata. The synthesis method of multilevel combinational circuits, which uses feedbacks of PLD macrocells to synthesis of finite state machines was applied to simplification of combinational part of state machine. The experimental results of synthesis of the improved method are presented in the paper.
W pracy opisano syntezę automatów skończonych na bazie programowalnych układów logicznych (PLD). Cechą szczególną metody jest zastosowanie wartości zmiennych wyjściowych w charakterze części kodu stanów wewnętrznych automatu. W celu rozwiązania zadania został zastosowany wspólny model automatów Mealy'ego i Moore'a, przy czym automat nie podlega żadnym przekształceniom związanym ze zwiększeniem liczby stanów wewnętrznych i liczby przejść. W pracy opisano też metodę syntezy wspólnego modelu automatów skończonych klas AC.
EN
This paper describes the problem of synthesis of finite automata on programmable logic devices. A special feature of the method is the application of the values of output variables as a code or the part of a code of internal states of finite automata. In order to solve the problem, a common model of Mealy [4] and Moore [5] machines is used. The main difference of this approach in relation to known methods [1-3, 6, 7, 9] is that the finite state machine does not undergo any transformation associated with a increase in the number of internal states and the number of transitions of a finite automaton. In this paper three models of finite state machines are considered (classes: A, B and C). They are applied to realization of a FSM on programmable logic. The paper presents the necessary conditions for the possibility of using the values of output variables as a code of internal states of a finite automaton. In the paper there is described the method for synthesis of a common model for the finite state machine of AC class. The idea of the proposed approach is to find such sets of the values of output variables which are formed at all transitions from the corresponding states and satisfy the conditions of realization. It also aims at doing a special coding of the internal states, where the sets of values of the output variables are used as a part of the code of the internal states. There are given possible directions for future research in the area of synthesis of new structural models of finite state machines.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.