lcytms
发表于 2016-10-9 10:14:54
1132
如果输入数由原来的1:0变成3:0,总的输入数变成8根线,基于四输入查找表,我们来看如何实现。
没有做逻辑化简的话,是这样实现的。
1133
(见白板图示)
lcytms
发表于 2016-10-9 10:17:16
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-9 10:18 编辑
1134
第一级的四输入查找表由16个组成,每个四输入查找表的输入项只有一个。
然后第二级有16个输入项,再组成一个多路器,这个多路器不是四输入查找表,而是有16个输入端的多路器,用它来控制B,得到对应的输出。
这个输出我们是做成A>B。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:21:26
1135
如果是这样直接连的话,2的n次方问题还是没有解决。
但是实际上用EDA来做,用电脑来做的话,它会做一个化简。
这个就是LUT存在的理由。
它是怎么做的呢?
1136
EDA会这样做。
1137
我们把A、B由3:0调整为7:0。变成16位输入,65536。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:23:00
1138
取最高2位给LUT0,然后是LUT1、LUT2、LUT3。得到e0、e1、e2、e3。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:26:22
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-9 10:28 编辑
1139
再用一个四输入查找表LUT4得到输出。
逻辑化简的结果,称之为减输入化简。
这样的话,只需要用到5个四输入查找表。
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16输入用到的65536个端口在基于LUT下面,只需要80个。这是LUT存在的一个主要理由。
还有一个理由,就是它支持非常优化的算法,它优化的算法非常简单。
1141
这个是对基础理论的一个铺垫,也是对以往数字电路的一个复习。
下面我们来说一下工具。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:30:26
1142
刚才我们讨论的是硬件定制平台。
它的发展历史,从这个发展历史,看得到现代FPGA的平台给设计者提供了几乎是尽善尽美的一个硬件设计平台。
你要锁相环它有,你要缓冲器它有,还有很多定制的电路立刻可以得到。
后面还有SOC的系统,利用SOC可以非常轻松地得到大逻辑。
所以说,称之为尽善尽美,一点也不过分。
但是在这个过程中,EDA设计的方法、支持EDA的工具也发生了巨大的变化。
我们早期的设计过程强调原理图,有了原理图之后,根据原理图来进行设计。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:32:25
1143
早期依靠原理图的这个设计过程,我们只有在得到了实际的物理实现的时候,才能对它进行测试和交付。
这个设计过程,原来是基于人工作业。随着电路复杂性和规模的增加,人工原理图方法已经无法完成。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:35:46
1144
这种设计方法必然带来一种变革。
上世纪的70年代,世界计算机设计会议,有一个著名的学者,卡菲尔•米德,提出了超大规模电路的设计思想。
在1980年的一个报告里面,第一次系统地提出了EDA工具、HDL语言、仿真验证这些想法,非常符合当时的要求。
就是用计算机的方法来设计,不能用以往的人工作业。
卡菲尔•米德提出了一些非常经典的、一直到今天仍然是基础的一些内容。
1145
我们在后面的课程里面会集中介绍,明后天我们介绍电路模型的结构化,就是他的基本思想。
有一点是肯定的,这个时候,在米德体系下面,提出了一个非常重要的问题,如果是用计算机来进行电子的设计,即EDA,非常重要的一个问题就是加速。
1146
设计者的意图计算机如何理解呢?理解以后计算机完成的过程又如何交付给人类呢?
就是机器和人的交互的问题。
在当时已经有了非常完善的基于计算机的语言系统,像C语言系统,因此米德体系自然而然地就提出了这种语言系统。
但是,加上了一个D字,HDL的D,描述Description,强调它是抽象的,只是对电路的一种描述。
1147
这种电路的描述,是一种约定的描述。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:37:36
1148
我们在没有抽象电路模型之前,一定要在得到实际的电路硬件之后,我们才能够知道这个设计是否有缺陷,是否需要调整。
早期的验证跟Test是类似的,早期的设计里面也有面向测试的设计。
但是验证Verification,它不需要硬件,只需要有一段代码,就知道会发生什么,不会发生什么,逻辑上是否如此,时序上是否如此。
并且支持第三方工具,这些都是抽象电路模型所起的作用。
lcytms
发表于 2016-10-9 10:41:47
1149
这个抽象电路模型就是一道门槛,设计者把设计思想用正确的方式描述出来,EDA根据描述正确理解了,就能发生效率上的巨大提升。
这种描述如何变成FPGA最终的硬件实现呢?
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(见PPT图示)
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