数字电路中关键路径的选取

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简介:所谓关键路径就是,在电路中频繁调用,而且延迟过长,或者产生意外的几率比较大的线路。

怎样提取关键路径:

1:组合电路中的关键路径提取:

q=a&b&c|d&e&b;

因为b的传输要两级,

可以简单的提取b作为一级的:

q=(a&c|d&e)&b;

2: always——block中的关键路径提取:

always中关键路径的提取一般用分步法提取,请看下面一个always——block,

always@(in)

begin

if(!a)

if(c&&(!b&&e))

out=out1;

else out=out2;

else if(b&&e) out =out1;

end

这里面e是关键路径,我们可以分两个步骤提取关键路径

(1) 当e=1的时候有:

if(!a)

if(c&&(!b))

out=out1;

else out=out2;

(2)当e=0的时候有:

if(!a) out=out2;

因此这个always可以写成这个样子:

always@(in)

begin

if(e)

if(!a)

if(c&&(!b))

out=out1;

else out=out2;

else if(!a) out=out2;

end

这是中间形式,还要写成最终形式:

定义两个临时变量,为了在综合时候不被综合掉,要定义他们为输出端口(output)——切记!!!

output out_temp1,out_temp2;

out_temp1=a?out:(c&&(!b))?out1:out2;

out_temp2=a?out:out2;

assign out=e?out_temp1:out_temp2;

3。FSM中的关键路径的提取:关于状态机,这是FPGA设计必备的基础,编码方式有很多中比如:one——hot,or one--cool

还有就是组合电路和时序 电路的写法,这里主要讲关键路径的提取至于状态机的写法,还是查阅一下资料啊!

FSM中关键路径的提取方法一般是先将要提取的关键路径去掉

然后将原来FSM中的next-state用另外一个符号代替,作为次FSM 的输入,即有主从两个FSM。

来看一下这个简单的状态机啊:

parameter s0=0;

parameter s1=1;

parameter s2=2;

parameter s3=3;

input in1,in2,in3,set;

reg[1:0] nextstate,currentstate;

always@(in1 or in2 or in3 or currentstate)

begin

nextstate=s0;// start state

case(currentstate)

s0: if(in1&&!set)

nextstate=s1;

else if(set) nextstate=s2;

s1:if(in2&&set)

nextstate=s3;

else if(!set) nextstate=s2;

s2:if(set) nexstate=s3;

s3:if(in3) nextstate=s0;

default:nextstate=s0;

endcase

end

好,现在来看第一步,将状态机中的关键路径去掉,这里的关键路径为set,试想如果状态从s0一路到s3,都是set在起作用,如果有一个不小心的毛刺产生,就会执行错误的行为,所以这里的set为关键路径。

提取后的状态机如下:

reg[1:0]temp;

always@(in1 or in2 or in3 or currentstate)

begin

nextstate=s0;// start state

temp=s0;

case(currentstate)

s0: if(in1)

temp=s1;

s1:if(in2)

temp=s3;

s2: temp=temp;

s3:if(in3) temp=s0;

default:temp=s0;

endcase

end

第二步:

always2(temp or currentstate or set)

begin

case(currentstate)

s0:if(!set)

nextstate=temp

else nextstate=s2;

s1: if(set)

nextstate=temp;

else nextstate=s2;

s2:if(set) nextstate=s3;

else nextstate=temp;

s3: nextstate=temp;

default:nextstate=temp;

endcase

end

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