Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура
Запропоновано дві модифікації кодування станів автомата. Модифікації базуються на використанні псевдоеквівалентних станів автомата для зменшення кількості рядків таблиці переходів автомата, а також на використанні вільних блоків вбудованої пам’яті для реалізації системи мікрооперацій. Запропоновано...
Saved in:
| Published in: | Кибернетика и системный анализ |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86302 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура / А.А. Баркалов, Л.А. Титаренко, Р.В. Мальчева, К.А. Солдатов // Кибернетика и системный анализ. — 2013. — Т. 49, № 6. — С. 74-182. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859822149554929664 |
|---|---|
| author | Баркалов, А.А. Титаренко, Л.А. Мальчева, Р.В. Солдатов, К.А. |
| author_facet | Баркалов, А.А. Титаренко, Л.А. Мальчева, Р.В. Солдатов, К.А. |
| citation_txt | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура / А.А. Баркалов, Л.А. Титаренко, Р.В. Мальчева, К.А. Солдатов // Кибернетика и системный анализ. — 2013. — Т. 49, № 6. — С. 74-182. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Кибернетика и системный анализ |
| description | Запропоновано дві модифікації кодування станів автомата. Модифікації базуються на використанні псевдоеквівалентних станів автомата для зменшення кількості рядків таблиці переходів автомата, а також на використанні вільних блоків вбудованої пам’яті для реалізації системи мікрооперацій. Запропоновано методики синтезу автомата Мура. Наведено результати досліджень, визначено області доцільного використання запропонованих методик.
Two modifications of coding the states of Moore finite state machine are proposed. The modifications are based on pseudoequivalent states of the automaton in order to reduce the number of rows of the automaton, as well as on the use of free embedded memory blocks to implement the system of microoperations. The synthesis methods for Moore finite state machine are proposed. The research results are given and the areas of reasonable use of the proposed methods are identified.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:26:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
À.À. ÁÀÐÊÀËÎÂ, Ë.À. ÒÈÒÀÐÅÍÊÎ, Ð.Â. ÌÀËÜ×ÅÂÀ, Ê.À. ÑÎËÄÀÒÎÂ
ÓÄÊ 004.274 ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÌÅÍÜØÅÃÎ ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÀ
ÐÅÑÓÐÑÎÂ ÊÐÈÑÒÀËËÀ FPGA Â ÑÕÅÌÅ
ÀÂÒÎÌÀÒÀ ÌÓÐÀ
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àâòîìàò Ìóðà, ÃÑÀ, ïñåâäîýêâèâàëåíòíûå ñîñòîÿíèÿ, FPGA.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Ìîäåëü ìèêðîïðîãðàììíîãî àâòîìàòà (ÌÏÀ) Ìóðà øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ ïðè
ðåàëèçàöèè óñòðîéñòâ óïðàâëåíèÿ öèôðîâûõ ñèñòåì [1]. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè
ñõåì ÌÏÀ íà ÑÁÈÑ âàæíîé çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ óìåíüøåíèå ðåñóðñîâ êðèñòàë-
ëà, èñïîëüçóåìûõ ñõåìîé [2, 3]. Ðåøåíèå ýòîé çàäà÷è ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü
ýíåðãîïîòðåáëåíèå è â ðÿäå ñëó÷àåâ ïîâûñèòü áûñòðîäåéñòâèå óñòðîéñòâà [4].
Ìåòîäû ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è âî ìíîãîì çàâèñÿò îò îñîáåííîñòåé ÑÁÈÑ.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ ðåàëèçàöèè öèôðîâûõ ñèñòåì øèðîêî ïðèìåíÿåòñÿ
ÑÁÈÑ òèïà FPGA (Field Programmable Gate Arrays) [5, 6]. Áîëüøèíñòâî ìèêðî-
ñõåì FPGA âêëþ÷àþò òðè îñíîâíûå êîìïîíåíòû: òàáëè÷íûå ëîãè÷åñêèå ýëåìåíòû
òèïà LUT (Look-up table), âñòðîåííûå áëîêè ïàìÿòè EMB (Embedded memory blocks)
è ïðîãðàììèðóåìóþ ìàòðèöó ìåæñîåäèíåíèé. Êàê èçâåñòíî [7], LUT-ýëåìåíòû èñ-
ïîëüçóþòñÿ äëÿ ðåàëèçàöèè ñèñòåì áóëåâûõ ôóíêöèé (ÑÁÔ), ïðåäñòàâëåííûõ â àíà-
ëèòè÷åñêîé ôîðìå, à EMB — â òàáëè÷íîé ôîðìå. Âàæíîé îñîáåííîñòüþ LUT-ýëå-
ìåíòîâ ÿâëÿåòñÿ îãðàíè÷åííîå ÷èñëî âõîäîâ (ïîðÿäêà øåñòè), ÷òî âûçûâàåò íåîáõî-
äèìîñòü óìåíüøåíèÿ ÷èñëà àðãóìåíòîâ è òåðìîâ â ðåàëèçóåìûõ ôóíêöèÿõ. Âûõîäû
LUT-ýëåìåíòîâ ñâÿçàíû ñ âõîäàìè ïðîãðàììèðóåìûõ òðèããåðîâ, ïîýòîìó îíè èäå-
àëüíî ïîäõîäÿò äëÿ ðåàëèçàöèè ôóíêöèé âîçáóæäåíèÿ ïàìÿòè ÌÏÀ [3]. Îñîáåííî-
ñòüþ EMB ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü èçìåíåíèÿ ÷èñëà àäðåñíûõ âõîäîâ è ðàçðÿäíîñòè
ÿ÷ååê ïàìÿòè ïðè ñîõðàíåíèè ïîñòîÿííîé åìêîñòè áëîêà [8]. Áëîêè EMB èäåàëüíî
ïîäõîäÿò äëÿ ðåàëèçàöèè ñèñòåìû ìèêðîîïåðàöèé ÌÏÀ Ìóðà [3].
Îñîáåííîñòüþ ÌÏÀ Ìóðà ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòîÿ-
íèé (ÏÝÑ) [9]. Èñïîëüçîâàíèå êëàññîâ ÏÝÑ ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü òðåáóåìîå
÷èñëî LUT-ýëåìåíòîâ â ñõåìå ÌÏÀ [3]. Âòîðàÿ îñîáåííîñòü ÌÏÀ Ìóðà — çà-
âèñèìîñòü âûõîäíûõ ôóíêöèé àâòîìàòà òîëüêî îò åãî ñîñòîÿíèé [1]. Ýòî ïîçâî-
ëÿåò èñïîëüçîâàòü áëîêè EMB äëÿ ðåàëèçàöèè ñèñòåìû ìèêðîîïåðàöèé, ÷òî
ïðèâîäèò ê äàëüíåéøåìó óìåíüøåíèþ ÷èñëà LUT-ýëåìåíòîâ.
 íàñòîÿùåé ñòàòüå ðàññìàòðèâàþòñÿ äâà ïîäõîäà ê óìåíüøåíèþ ÷èñëà
LUT-ýëåìåíòîâ è áëîêîâ EMB â ñõåìå àâòîìàòà Ìóðà. Ðàññìàòðèâàåìûå ìåòîäû
ìîäèôèöèðóþò èäåè, èçëîæåííûå â ðàáîòå [10]. Äëÿ ïðåäñòàâëåíèÿ ðåàëèçóåìûõ
àëãîðèòìîâ óïðàâëåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ÿçûê ãðàô-ñõåì àëãîðèòìîâ (ÃÑÀ) [1].
174 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6
© À.À. Áàðêàëîâ, Ë.À. Òèòàðåíêî, Ð.Â. Ìàëü÷åâà, Ê.À. Ñîëäàòîâ, 2013
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß È ÈÄÅÈ ÏÐÅÄËÀÃÀÅÌÛÕ ÌÅÒÎÄÎÂ
Ïóñòü ïî ÃÑÀ � ïîñòðîåíà ïðÿìàÿ ñòðóêòóðíàÿ òàáëèöà (ÏÑÒ) ñî ñòîëáöàìè [3]:
am , K am( ), as, K as( ), X h , �h , h. Çäåñü am — èñõîäíîå ñîñòîÿíèå àâòîìàòà,
a Am � , ãäå A a a M� � �{ }1 � — ìíîæåñòâî ñîñòîÿíèé ÌÏÀ; K am( ) — êîä ñî-
ñòîÿíèÿ am ðàçðÿäíîñòè � �R M� log 2 ; as, K as( ) — ñîîòâåòñòâåííî ñîñòîÿ-
íèå ïåðåõîäà è åãî êîä; X h — êîíúþíêöèÿ íåêîòîðûõ ýëåìåíòîâ ìíîæåñòâà
ëîãè÷åñêèõ óñëîâèé (ËÓ) X x xL� � �{ }1 � (èëè èõ îòðèöàíèé), îïðåäåëÿþùàÿ
ïåðåõîä èç am â a As � ; �h — íàáîð ôóíêöèé âîçáóæäåíèÿ òðèããåðîâ ðåãèñ-
òðà ñîñòîÿíèé (Ðã) àâòîìàòà, ïðèíèìàþùèõ åäèíè÷íûå çíà÷åíèÿ äëÿ ïåðåêëþ-
÷åíèÿ ðåãèñòðà èç K am( ) â K as( ) , � � � { }D DR1, ..., ; h H�1, — íîìåð ïå-
ðåõîäà. Äëÿ êîäèðîâàíèÿ ñîñòîÿíèé am èñïîëüçóþòñÿ âíóòðåííèå ïåðåìåííûå,
îáðàçóþùèå ìíîæåñòâî T T TR� � �{ }1 � . Â ñòîëáöå am ÏÑÒ çàïèñûâàåòñÿ íà-
áîð ìèêðîîïåðàöèé Y am( ) , ôîðìèðóåìûé â ñîñòîÿíèè am . Ïðè ýòîì
Y a Ym( ) , ãäå Y y yN� � �{ }1 � — ìíîæåñòâî ìèêðîîïåðàöèé (ÌÎ). Ýòà òàá-
ëèöà ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñèñòåì ôóíêöèé
� �� ( , )T X , (1)
Y Y T� ( ) . (2)
Ôóíêöèè (1), (2) çàäàþò ñõåìó
ÌÏÀ Ìóðà, ñòðóêòóðà êîòîðîé
ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1. Óñëîâèìñÿ òà-
êîé ÌÏÀ Ìóðà îáîçíà÷àòü ñèìâî-
ëîìU 1. Â ÌÏÀU 1 ñõåìà ôîðìèðî-
âàíèÿ ôóíêöèé âîçáóæäåíèÿ
(ÑÔÂ) ðåàëèçóåò ñèñòåìó (1), à ñõå-
ìà ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîîïåðàöèé
(ÑÌÎ) — ñèñòåìó (2). Ïî ñèãíàëó Start �1 â ðåãèñòð Ðã çàïèñûâàåòñÿ íóëåâîé
êîä, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò íà÷àëüíîìó ñîñòîÿíèþ ÌÏÀ. Ïåðåêëþ÷åíèå ðåãèñòðà
(ñìåíà ñîñòîÿíèé ÌÏÀ) ïðîèñõîäèò ïî ôðîíòó èìïóëüñà ñèíõðîíèçàöèè Clock.
Êàê ïðàâèëî, ðåãèñòð Ðã èìååò èíôîðìàöèîííûå âõîäû òèïà D [3]. Ïîýòîìó ìíî-
æåñòâî � áûëî îïðåäåëåíî êàê { }D DR1� �� .
Ïðè ðåàëèçàöèè ÌÏÀ U 1 íà FPGA áëîê ÑÔÂ ðåàëèçóåòñÿ íà LUT-ýëåìåí-
òàõ, à áëîê CMO — íà âñòðîåííûõ áëîêàõ ïàìÿòè.
Íåäîñòàòêîì àâòîìàòàU 1 ÿâëÿåòñÿ çíà÷èòåëüíîå ÷èñëî òåðìîâ (H1), ðåàëèçóå-
ìûõ ÑÔÂ. Êàê ïðàâèëî, ïàðàìåòð H1 çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò ÷èñëî òåðìîâ H 0
â ñèñòåìå (1) äëÿ ýêâèâàëåíòíîãî àâòîìàòà Ìèëè [1]. Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî
ñõåìà ÑÔ àâòîìàòà Ìóðà ïîòðåáëÿåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå LUT-ýëåìåíòîâ, ÷åì
ñõåìà ÑÔÂ ýêâèâàëåíòíîãî àâòîìàòà Ìèëè. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïàðàìåòðà H1
(è ñîîòâåòñòâåííî ÷èñëà LUT-ýëåìåíòîâ â ñõåìå ÑÔÂ) âîçìîæíî èñïîëüçîâàíèå
òàêèõ ìåòîäîâ, êàê îïòèìàëüíîå êîäèðîâàíèå ñîñòîÿíèé èëè ââåäåíèå áëîêà ïðå-
îáðàçîâàòåëÿ êîäîâ [3]. Ïðè îïòèìàëüíîì êîäèðîâàíèè íåò ãàðàíòèè òîãî, ÷òî
÷èñëî òåðìîâ ñòàíåò ðàâíî H 0 , à ïðè ðåàëèçàöèè ñ áëîêîì ïðåîáðàçîâàòåëÿ êî-
äîâ ñõåìà áóäåò çàíèìàòü äîïîëíèòåëüíûå ðåñóðñû êðèñòàëëà. Â äàííîé ðàáîòå
ðàññìàòðèâàþòñÿ ìåòîäû, ãàðàíòèðóþùèå óìåíüøåíèå ÷èñëà òåðìîâ â ñèñòå-
ìå (1) äî H 0 áåç ââåäåíèÿ ïðåîáðàçîâàòåëÿ êîäîâ.
Îäíîé èç îñîáåííîñòåé ÌÏÀ Ìóðà ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ
ñîñòîÿíèé [8], ò.å. ñîñòîÿíèé ñ îäèíàêîâûìè ïåðåõîäàìè ïîä âîçäåéñòâèåì îäè-
íàêîâûõ âõîäíûõ ñèãíàëîâ. Òàêèå ñîñòîÿíèÿ ñîîòâåòñòâóþò îïåðàòîðíûì âåð-
øèíàì [1] àëãîðèòìà óïðàâëåíèÿ, âûõîäû êîòîðûõ ñâÿçàíû ñî âõîäîì îäíîé
è òîé æå âåðøèíû àëãîðèòìà.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6 175
ÑÔÂ ÑÌÎÐã
Start
Clock
Ô Ò Y
X
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÌÏÀ Ìóðà U1
Ïóñòü
A — ðàçáèåíèå ìíîæåñòâà À íà êëàññû ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòî-
ÿíèé. Çàêîäèðóåì êëàññû Bi A�
äâîè÷íûìè êîäàìè K Bi( ) ðàçðÿäíîñòè
� �R IB � log 2 . (3)
Ïóñòü èñõîäíàÿ ÃÑÀ à âêëþ÷àåò Q ïîïàðíî ðàçëè÷íûõ íàáîðîâ ìèêðîîïåðà-
öèé (ÍÌÎ) Y Yq . Çàêîäèðóåì íàáîð Yq äâîè÷íûì êîäîì K Yq( ) ðàçðÿäíîñòè
� �R QY � log 2 . (4)
Ïðåäïîëîæèì òàêæå, ÷òî îïåðàòîðíàÿ âåðøèíà bt ÃÑÀ Ã ñîîòâåòñòâóåò ñîñòîÿ-
íèþ a Bm i� è â íåé çàïèñàí íàáîð ìèêðîîïåðàöèé Yq . Òîãäà êîä ñîñòîÿíèÿ
a Am � ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
K a K B K Ym i q( ) ( )* ( )� , (5)
ãäå ñèìâîë * îáîçíà÷àåò îïåðàöèþ
êîíêàòåíàöèè. Ïðè ýòîì ïðåäïîëà-
ãàåòñÿ, ÷òî âûïîëíåíà ìèíèìèçà-
öèÿ ñîñòîÿíèé àâòîìàòà Ìóðà [1]
è íàáîðû ìèêðîîïåðàöèé ÿâëÿþò-
ñÿ ïîïàðíî ðàçëè÷íûìè äëÿ ñî-
ñòîÿíèé îäíîãî êëàññà.
Ïðåäñòàâëåíèå êîäîâ ñîñòîÿíèé
â âèäå (5) íàçûâàåòñÿ ðàñøèðåíèåì
êîäîâ ñîñòîÿíèé. Òàêîå ïðåäñòàâëå-
íèå ïîçâîëÿåò ïåðåéòè ê ñòðóêòóð-
íîé ñõåìå ÌÏÀ Ìóðà U 2 (ðèñ. 2), íàçûâàåìîãî àâòîìàòîì ñ ðàñøèðåíèåì êîäîâ
ñîñòîÿíèé [10].
 ÌÏÀ U 2 ñõåìà ÑÔ ðåàëèçóåò ñèñòåìó
� �0 0� ( , )� X . (6)
Ïåðâûå RB ýëåìåíòîâ Dr ��0 ôîðìèðóþò â ðåãèñòðå êîäû êëàññîâ Bi A�
,
ïðåäñòàâëåííûå ïåðåìåííûìè � �r � , ãäå | |� � RB . Ïîñëåäóþùèå RY ýëåìåíòîâ
Dr ��0 ôîðìèðóþò êîäû íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé Y Yq . Äëÿ êîäèðîâàíèÿ
íàáîðîâ èñïîëüçóþòñÿ ïåðåìåííûå z Zr � .
Êàê ïðàâèëî, âûïîëíÿþòñÿ ñëåäóþùèå óñëîâèÿ:
R R RB Y� � ; (7)
R RB
; (8)
R RY
. (9)
Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ (7) ÷èñëî ôóíêöèé, ðåàëèçóåìûõ áëîêîì ÑÔ àâòî-
ìàòà U 2 , áóäåò áîëüøå, ÷åì äëÿ àâòîìàòà U 1. Îäíàêî ýòîò íåäîñòàòîê êîìïåí-
ñèðóåòñÿ òåì, ÷òî ÷èñëî òåðìîâ â ñèñòåìå (6) ãàðàíòèðîâàíî ðàâíî H 0 . Ýòè
òåðìû îïðåäåëÿþòñÿ ñòðîêàìè ïðåîáðàçîâàííîé ïðÿìîé ñòðóêòóðíîé òàáëèöû
ÌÏÀ, î êîòîðîé ãîâîðèòñÿ â ñëåäóþùåì ðàçäåëå ñòàòüè. Êðîìå òîãî, ïðè âû-
ïîëíåíèè óñëîâèÿ (8) óìåíüøàåòñÿ ÷èñëî àðãóìåíòîâ â ôóíêöèÿõ (6). Ýòè äâà
ôàêòîðà ïîçâîëÿþò óìåíüøèòü êàê ÷èñëî LUT-ýëåìåíòîâ â ñõåìå ÑÔÂ, òàê è
÷èñëî èõ óðîâíåé (ò.å. áûñòðîäåéñòâèå ÌÏÀ óâåëè÷èâàåòñÿ).
176 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6
ÑÔÂ ÑÌÎÐã
Start
Clock
Y
X Z
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÌÏÀ Ìóðà U2
�
�0
Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ (9) óìåíüøàåòñÿ òðåáóåìîå ÷èñëî àäðåñíûõ âõî-
äîâ áëîêîâ EMB. Ïðè ýòîì òðåáóþòñÿ áëîêè, èìåþùèå V0 ÿ÷ååê ïàìÿòè,
V
RY
0 2� . (10)
Êàê èçâåñòíî, âîçìîæíûå ÷èñëà âûõîäîâ tF áëîêà EMB ôèêñèðîâàíû è îá-
ðàçóþò ìíîæåñòâî OF � { }1 2 4 8 18 36, , , , , [8]. Ïðè ýòîì åìêîñòü áëîêà ïîñòîÿí-
íà [8]. Íàïðèìåð, âîçìîæíû ñëåäóþùèå êîíôèãóðàöèè EMB: 16 1K � , 8 2K � ,
4 4K � , 2 8K � , 1024 18� , 512 36� [5, 6]. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè
ðàçðÿäíîñòè àäðåñà íà åäèíèöó ÷èñëî âûõîäîâ óäâàèâàåòñÿ. Ïóñòü �R R RY� � ,
òîãäà ÷èñëî ìèêðîîïåðàöèé, ðåàëèçóåìûõ îäíèì áëîêîì EMB àâòîìàòàU 2 , ïðå-
âûøàåò ýòî ÷èñëî äëÿ àâòîìàòà U 1 â nY ðàç, ãäå
nY
R� 2� . (11)
Èññëåäîâàíèÿ àâòîðîâ ïîêàçàëè, ÷òî ïðè �R � 0 ÷èñëî áëîêîâ EMB â ñõåìå
ÑÌÎ àâòîìàòàU 2 óìåíüøàåòñÿ äî nY ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ ýòèì ïàðàìåòðîì ýêâè-
âàëåíòíîãî àâòîìàòà U 1.
Äëÿ ðåàëèçàöèè ñõåìû áëîêà ÑÌÎ íåîáõîäèìî
n
N
tF
0 �
�
�
�
�
�
�
(12)
áëîêîâ EMB. Ïðè ýòîì âïîëíå âîçìîæíà ñèòóàöèÿ, êîãäà âûõîäû îäíîãî èç
áëîêîâ èñïîëüçóþòñÿ íåýôôåêòèâíî. Ïðåäïîëîæèì, íàïðèìåð, ÷òî â áëîêå
EMB ÷èñëî âûõîäîâ tF �16. Îäíàêî òîëüêî òðè âûõîäà áëîêà çàäåéñòâîâàíû
äëÿ ðåàëèçàöèè ìèêðîîïåðàöèé y Yn � .  ýòîì ñëó÷àå ïðåäëàãàåì èñïîëüçî-
âàòü ñìåøàííóþ ðåàëèçàöèþ áëîêà ÑÌÎ. Ïîÿñíèì ýòó êîíöåïöèþ.
Ïðåäñòàâèì ìíîæåñòâî Y â âèäå îáúåäèíåíèÿ ìíîæåñòâ Y 1 è Y 2 ,
( )Y Y1 2� � �. Ïðè ýòîì ìíîæåñòâî Y 1 âêëþ÷àåò N1 ýëåìåíòîâ, ãäå
N t nF1 0 1� �* ( ). (13)
Î÷åâèäíî, ìíîæåñòâî Y 2 âêëþ÷àåò îñòàâøèåñÿ N 2 ìèêðîîïåðàöèé, ãäå
N N t nF2 0 1� � �* ( ). (14)
Ñõåìà ìîäåëè àâòîìàòà ñî ñìåøàííîé ïàìÿòüþ (ÌÏÀ U 3) ïîêàçàíà íà ðèñ. 3.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6 177
ÑÔÂ Ðã ÑÌÎ1
Y
1
X
Start
Clock
Z
ÑÌÎ2
Y
2
Ðèñ. 3. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÌÏÀ Ìóðà U3
�
�0
 àâòîìàòå U 3 áëîê CMO1 ðåàëèçóåò ôóíêöèè y Yn � 1, êîòîðûå ïðåäñòàâëå-
íû òàáëèöàìè èñòèííîñòè. Áëîê CMO2 ðåàëèçóåò ìèêðîîïåðàöèè y Yn � 2 , êîòî-
ðûå ïðåäñòàâëÿþòñÿ â äèçúþíêòèâíîé íîðìàëüíîé ôîðìå (ÄÍÔ). Ðàçáèåíèå
ìíîæåñòâà Y íà êëàññû Y 1 è Y 2 öåëåñîîáðàçíî âûïîëíèòü òàê, ÷òîáû ÄÍÔ
ôóíêöèé y Yn � 2 èìåëè ìèíèìàëüíî âîçìîæíîå ÷èñëî òåðìîâ. Î÷åâèäíî, ôóíê-
öèè y Yn � 2 ðåàëèçóþòñÿ íà LUT-ýëåìåíòàõ.
ÌÅÒÎÄÛ ÑÈÍÒÅÇÀ ÀÂÒÎÌÀÒÎÂ Ñ ÐÀÑØÈÐÅÍÈÅÌ
ÊÎÄΠÑÎÑÒÎßÍÈÉ È ÑÌÅØÀÍÍÎÉ ÏÀÌßÒÜÞ
 äàííîé ðàáîòå ïðåäëàãàåòñÿ ìåòîä ñèíòåçà ÌÏÀ Ìóðà U 2 ïî ãðàô-ñõåìå
àëãîðèòìà �. Ìåòîä âêëþ÷àåò ñëåäóþùèå ýòàïû:
1) îòìåòêà ÃÑÀ � è ôîðìèðîâàíèå ìíîæåñòâà ñîñòîÿíèé À;
2) ðàçáèåíèå ìíîæåñòâà À íà êëàññû ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòîÿíèé;
3) êîäèðîâàíèå êëàññîâ Bi A�
;
4) êîäèðîâàíèå íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé (ÍÌÎ) Y Yq ;
5) ôîðìèðîâàíèå ïðåîáðàçîâàííîé ïðÿìîé ñòðóêòóðíîé òàáëèöû ÌÏÀ;
6) ôîðìèðîâàíèå ñèñòåìû ôóíêöèé �0 ;
7) ïîñòðîåíèå òàáëèöû ñõåìû ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîîïåðàöèé;
8) ðåàëèçàöèÿ ñõåìû ÌÏÀ â áàçèñå FPGA.
Ïåðâûé ýòàï âûïîëíÿåòñÿ ïî èçâåñòíîé ìåòîäèêå [1], êîãäà êàæäàÿ îïåðà-
òîðíàÿ âåðøèíà îòìå÷àåòñÿ îòäåëüíûì ñîñòîÿíèåì.
Âòîðîé ýòàï âûïîëíÿåòñÿ òðèâèàëüíûì îáðàçîì, èñïîëüçóÿ îïðåäåëåíèå
ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòîÿíèé [3]. Íàïîìíèì, ÷òî ñîñòîÿíèÿ a a Am S, � íàçû-
âàþòñÿ ïñåâäîýêâèâàëåíòíûìè, åñëè îòìå÷åííûå èìè îïåðàòîðíûå âåðøèíû
ÃÑÀ ñâÿçàíû ñî âõîäîì îäíîé è òîé æå âåðøèíû. Ïðè òàêîì ïîäõîäå äëèíà ÏÑÒ
(÷èñëî ñòðîê òàáëèöû) ãàðàíòèðîâàíî ðàâíà H 0 è êîäû êëàññîâ Bi A�
íå âëèÿ-
þò íà äëèíó ÏÑÒ. Ñëåäîâàòåëüíî, êîäû K Bi( ) ìîãóò áûòü âûáðàíû ïðîèçâîëüíûì
îáðàçîì. Ðåçóëüòàò êîäèðîâàíèÿ ÍÌÎ íå âëèÿåò íà ÷èñëî áëîêîâ EMB â ñõåìå
ÑÌÎ, è êîäèðîâàíèå ÍÌÎ ìîæåò áûòü âûïîëíåíî òðèâèàëüíûì îáðàçîì.
Ïîñëåäíèé ýòàï ïðåäëàãàåìîãî ìåòîäà ñâÿçàí ñ èñïîëüçîâàíèåì ñòàíäàðò-
íûõ ÑÀÏÐ [5, 6], íàïðèìåð ïàêåòà WebPack ôèðìû Xilinx. Ýòîò ýòàï äîñòàòî÷íî
ñëîæíûé, è åãî îïèñàíèå âûõîäèò çà ðàìêè äàííîé ñòàòüè.
Ïðåäëàãàåìûé ìåòîä ñèíòåçà ÌÏÀ Ìóðà U 3 âêëþ÷àåò òå æå ýòàïû, ÷òî è
ðàíåå ðàññìîòðåííûé ìåòîä. Îäíàêî ýòàï 4 èìååò íåñêîëüêî ïîäýòàïîâ:
à) îïòèìàëüíîå êîäèðîâàíèå íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé;
á) ðàçáèåíèå ìíîæåñòâà Y íà êëàññû Y 1 è Y 2 ;
â) ôîðìèðîâàíèå ÄÍÔ ôóíêöèé y Yn � 2 .
Îòìåòèì, ÷òî ýòàï 7 âûïîëíÿåòñÿ òîëüêî äëÿ ìèêðîîïåðàöèé y Yn � 1.
Äëÿ âûïîëíåíèÿ ýòàïà 4 íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ïàðàìåòð N 2 , èñïîëüçóÿ
ôîðìóëû (12) è (14). Çàòåì íàáîðû Y Yq êîäèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû íå ìåíåå N 2
ôóíêöèé ïðåäñòàâëÿëèñü îäíèì èíòåðâàëîì RY -ìåðíîãî ïðîñòðàíñòâà êàæäàÿ.
Òàêîå êîäèðîâàíèå íàçîâåì îïòèìàëüíûì. Äàëåå N 2 ôóíêöèé y Yn � ïîìåùàþò-
ñÿ â êëàññ Y 2 , à èõ ÄÍÔ ôîðìèðóþòñÿ ïî êàðòå Êàðíî, ñîäåðæàùåé êîäû
íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé.
Ðàññìîòðèì ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ èçëîæåííûõ ìåòîäîâ.
178 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6
ÏÐÈÌÅÐÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß ÐÀÑÑÌÎÒÐÅÍÍÛÕ ÌÅÒÎÄÎÂ
Ïóñòü àëãîðèòì óïðàâëåíèÿ çàäàí ÃÑÀ �1 (ðèñ. 4), à ñèìâîë U i j( )� îçíà÷àåò, ÷òî
ìîäåëü U i ( i �1 3, ) àâòîìàòà Ìóðà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðåàëèçàöèè ñõåìû ïî àëãî-
ðèòìó �1. Ðàññìîòðèì ïðèìåð ñèíòåçà àâòîìàòà U 2 1( )� . Àíàëèç ÃÑÀ �1 ïî-
çâîëÿåò ïîëó÷èòü ñëåäóþùèå ìíîæåñòâà è ïàðàìåòðû: A a a� { }1 8, ..., , M � 8,
R � 3; T T T T� { }1 2 3, , ;
A B B� { }1 4, ..., , B a1 1� { }, B a a a2 2 3 4� { }, , ,
B a a3 5 6� { }, , B a a4 7 8� { }, , I � 4, � � �� { }1 2, , RB � 2 , Y y y� � �{ }1 5� , N � 5 ;
X x x� { }1 4, ..., , L � 4. Ïóñòü ñðåäè âîçìîæíûõ êîíôèãóðàöèé áëîêîâ ïàìÿòè,
èñïîëüçóåìûõ â êà÷åñòâå ýëåìåíòíîãî áàçèñà, èìååòñÿ êîíôèãóðàöèÿ 8�6 áèò.
Òîãäà tF � 6 è t NF � . Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ ðåàëèçàöèè àâòîìàòà Ìóðà ïî ÃÑÀ
�1 ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ìîäåëü U 2 .
 âåðøèíàõ ÃÑÀ �1 íàõîäèòñÿ Q � 5 ðàçëè÷íûõ íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé:
Y1 � �, Y y y2 1 2� { }, , Y y y3 3 5� { }, , Y y4 4� { }, Y y y5 1 3� { }, . Íàáîð Y1 ñîîòâåò-
ñòâóåò ñîñòîÿíèþ a A1 � , è åãî êîä äîëæåí ôîðìèðîâàòüñÿ ïî ñèãíàëó Start. Äëÿ
êîäèðîâàíèÿ ÍÌÎ äîñòàòî÷íî RY � 3 ïåðåìåííûõ, îáðàçóþùèõ ìíîæåñòâî
Z z z z� { }1 2 3, , . Êîäû â êàðòå Êàðíî (ðèñ. 5) îòðàæàþò ÷àñòîòíûé ïðèíöèï [1]:
÷åì ÷àùå íåêîòîðûé îáúåêò âñòðå÷àåòñÿ, òåì ìåíüøå åäèíèö ñîäåðæèò åãî êîä.
Èñïîëüçóåì ýòîò æå ïðèíöèï ïðè êîäèðîâàíèè êëàññîâ Bi A�
. Â ðåçóëüòàòå
ïîëó÷èì ñëåäóþùèå êîäû êëàññîâ: K B( )1 00� , K B( )2 01� , K B( )3 10� ,
K B( )4 11� . Ïðè ýòîì êîä êëàññà B a1 1� { } äîëæåí áûòü íóëåâûì, òàê êàê îí çà-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6 179
Start
End
x1
x2
y4y3y5y1y2
x3
x4x2
y1y2y3y5y1y3y1y2
1 0
1 0
1 0
1 0 1 0
a1
a2 a3 a4
a5 a6 a7 a8
a1
Ðèñ. 4. Èñõîäíàÿ ãðàô-ñõåìà àëãîðèòìà �1
ãðóæàåòñÿ â ðåãèñòð Ðã ïî ñèãíàëó Start. Íà îñíî-
âå êîäîâ K Bi( ) è K Yq( ) ñîãëàñíî (5) ìîæíî ïîëó-
÷èòü ðàñøèðåííûå êîäû ñîñòîÿíèé àâòîìàòà
U 2 1( )� (òàáë. 1).
Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïðåîáðàçîâàííîé ÏÑÒ
àâòîìàòà Ìóðà íåîáõîäèìî ïîñòðîèòü ñèñòåìó
îáîáùåííûõ ôîðìóë ïåðåõîäà [3]. Äëÿ àâòîìàòà
U 2 1( )� ýòà ñèñòåìà âêëþ÷àåò ÷åòûðå óðàâíåíèÿ:
B x a x x a x x a1 1 2 1 2 3 1 2 4� � � ;
B x x a x x a x x a x x a2 3 2 5 3 2 6 3 4 7 3 4 8� � � � ; (15)
B a3 2� ; B a4 1� .
C èñïîëüçîâàíèåì ñèñòåìû (15) ôîðìèðóåòñÿ ïðåîáðàçîâàííàÿ ÏÑÒ àâòîìà-
òà Ìóðà U 2 1( )� (òàáë. 2). Ñâÿçü òàáë. 2 ñ ñèñòåìîé (15) î÷åâèäíà.
Òàáëèöà èìååò H 2 9� òåðìîâ, èç êîòîðûõ âîñåìü òåðìîâ âõîäÿò â ôóíêöèè
D D Dr � � � ��0 1 5{ }� . Ïî òàáë. 2 ôîðìèðóåòñÿ ñèñòåìà (6). Íàïðèìåð,
D B1 2 1 2� � � � (ñ ó÷åòîì ìèíèìèçàöèè), D B B x B2 1 2 3 3� � � (ñ ó÷åòîì ìèíèìè-
çàöèè), D B x x B x x3 1 1 2 2 3 2� � è ò.ä. Îòìåòèì, ÷òî ôóíêöèÿ D1 çàâèñèò îò äâóõ
ïåðåìåííûõ, ôóíêöèÿ D2 — îò òðåõ, ôóíêöèÿ D3 — îò ïÿòè, ôóíêöèè D4 è D5
çàâèñÿò îò øåñòè ïåðåìåííûõ. Ïðè ýòîì àâòîìàò U 2 1( )� õàðàêòåðèçóåòñÿ ïàðà-
ìåòðîì H1 20� , à ôóíêöèè D D1 3� çàâèñÿò îò ñåìè ïåðåìåííûõ
( , )� �1 3 1 4� � � �� �x x . Åñëè èñïîëüçóþòñÿ LUT-ýëåìåíòû, èìåþùèå ÷èñëî âõîäîâ
S � 4, òî äëÿ ðåàëèçàöèè ôóíêöèé D1 è D2 íåîáõîäèì îäèí LUT-ýëåìåíò, äëÿ D3 —
òðè ýëåìåíòà (äâà óðîâíÿ), äëÿ D4 — òðè ýëåìåíòà (äâà óðîâíÿ), äëÿ D5 — ïÿòü
ýëåìåíòîâ (äâà óðîâíÿ). Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ðåàëèçàöèè ñõåìû ÑÔÂ àâòîìàòà
U 2 1( )� íåîáõîäèìî 13 LUT-ýëåìåíòîâ (äâà óðîâíÿ). Äëÿ àâòîìàòà U 1 1( )� íåîá-
180 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6
Y1 Y2 * Y3
Y4 Y5 * *
0
00 01 11 10z1
z2z3
1
Ðèñ. 5. Êîäû ÍÌÎ
Ò à á ë è ö à 2
Bi K Bi( ) as K as( ) Xh �h h
B1 00
a2 01001 x1 D D2 5 1
a3 01001 x x1 2 D D2 4 2
a4 01100 x x1 2 D D D2 3 4 3
B2 01
a5 10001 x x3 2 D D1 5 4
a6 10101 x x3 2 D D D1 3 5 5
a7 11010 x x3 4 D D D1 2 4 6
a8 11001 x x3 4 D D D1 2 5 7
B3 10 a2 01001 1 D D2 5 8
B4 11 a1 00000 1 — 9
Ò à á ë è ö à 1
am � �1 2 1 2 3z z z am � �1 2 1 2 3z z z am � �1 2 1 2 3z z z am � �1 2 1 2 3z z z
a1 0 0 0 0 0 a3 0 1 0 1 0 a5 1 0 0 0 1 a7 1 1 0 1 0
a2 0 1 0 0 1 a4 0 1 1 0 0 a6 1 0 1 0 1 a8 1 1 0 0 1
õîäèìî 27 LUT-ýëåìåíòîâ (÷åòûðå óðîâíÿ). Òàêèì îáðàçîì, ïðåäëàãàåìûé ïîä-
õîä ïîçâîëÿåò äëÿ äàííîãî ñëó÷àÿ ïîëó÷èòü ñõåìó ñ ìåíüøèìè (â 2,25 ðàçà) àïïà-
ðàòóðíûìè çàòðàòàìè è â äâà ðàçà áîëüøèì áûñòðîäåéñòâèåì, ÷åì äëÿ ñõåìû
ÑÔ àâòîìàòàU 1 1( )� . Åñòåñòâåííî, âåëè÷èíà âûèãðûøà çàâèñèò îò ÷èñëà âõîäîâ
LUT-ýëåìåíòîâ.
Äëÿ ïîñòðîåíèÿ òàáëèöû ñîäåðæèìîãî EMB ñõåìû ÑÌÎ äîñòàòî÷íî ïðåîá-
ðàçîâàòü êàðòó Êàðíî (ñì. ðèñ. 5). Òàáëèöà ñîäåðæèò àäðåñ íàáîðà, çàäàâàåìîãî
ïåðåìåííûìè z Zr � , è óíèòàðíûé êîä ÍÌÎ Y Yq (òàáë. 3).
Äàëüíåéøåå ïîñòðîåíèå ñõåìû ÌÏÀ òðåáóåò èñïîëüçîâàíèÿ íåêîòîðûõ ñòàí-
äàðòíûõ ïàêåòîâ [5, 6]. Ýòîò ýòàï â äàííîé ñòàòüå íå ðàññìàòðèâàåòñÿ.
Äàëåå èçëîæèì ñèòóàöèþ, êîãäà âìåñòî
êîíôèãóðàöèè 8 6� áëîê ïàìÿòè èìååò êîíôèãó-
ðàöèþ 8 4� . Èç (12) ñëåäóåò, ÷òî n0 2� . Ïðè ýòîì
ðåñóðñû îäíîãî EMB èñïîëüçîâàíû ïîëíîñòüþ,
à ó äðóãîãî EMB èñïîëüçóåòñÿ òîëüêî îäèí âû-
õîä. Èòàê, öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü ìîäåëü
U 3 1( )� , â êîòîðîé N1 4� è N 2 1� .
Ïîñêîëüêó ÌÎ y5 âõîäèò òîëüêî â íàáîð
Y3 , òî èç ðèñ. 3 ñëåäóåò ôîðìóëà y z5 2� . Òàêèì
îáðàçîì, Y y y1
1 4� � �{ }� è Y y2
5� { }. Äàëåå
áëîê ÑÌÎ1 çàäàåòñÿ òàáëèöåé, ïîëó÷àåìîé èç
òàáë. 3 ïóòåì óäàëåíèÿ ñòîëáöà y5 . Ñõåìà áëîêà ÑÌÎ àâòîìàòà U 3 1( )� ïðèâåäå-
íà íà ðèñ. 6.
Îòìåòèì, ÷òî ñõåìû áëîêîâ ÑÔÂ äëÿ àâòîìàòàU 2 1( )� èU 3 1( )� ñîâïàäàþò.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 íàñòîÿùåé ñòàòüå ðàññìàòðèâàþòñÿ äâà ìåòîäà óìåíüøåíèÿ êîëè÷åñòâà ðå-
ñóðñîâ êðèñòàëëà FPGA, ïîòðåáëÿåìûõ ñõåìîé ìèêðîïðîãðàììíîãî àâòîìàòà
Ìóðà. Â îñíîâå ýòèõ ìåòîäîâ íàõîäèòñÿ êîäèðîâàíèå íàáîðîâ ìèêðîîïåðàöèé
è êëàññîâ ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòîÿíèé. Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ R RY
ñõåìà ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîîïåðàöèé òðåáóåò ìåíüøå âñòðîåííûõ áëîêîâ ïà-
ìÿòè EMB, ÷åì äëÿ èçâåñòíûõ ìîäåëåé àâòîìàòà. Äîïîëíèòåëüíîå óìåíüøå-
íèå ýòîãî ïàðàìåòðà âîçìîæíî áëàãîäàðÿ èçëîæåííîìó ìåòîäó ñìåøàííîé ïà-
ìÿòè. Ïðè ýòîì ÷àñòü ìèêðîîïåðàöèé ðåàëèçóåòñÿ ñõåìîé, ñîñòîÿùåé èç
LUT-ýëåìåíòîâ.
Èñïîëüçîâàíèå êëàññîâ ïñåâäîýêâèâàëåíòíûõ ñîñòîÿíèé ïîçâîëÿåò óìåíü-
øèòü ÷èñëî àðãóìåíòîâ è òåðìîâ â ñèñòåìàõ ôóíêöèé âîçáóæäåíèÿ ïàìÿòè ÌÏÀ.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6 181
EMB
1
2
3
1
2
3
4
y1
y2
y3
y4
z2
z3
z1
y5
Ðèñ. 6. Ñõåìà áëîêà ôîðìèðîâàíèÿ
ìèêðîîïåðàöèé àâòîìàòà U3 1( )�
Ò à á ë è ö à 3
Àäðåñ,
z z z1 2 3
Ñîäåðæèìîå,
y y y y y1 2 3 4 5
Àäðåñ,
z z z1 2 3
Ñîäåðæèìîå,
y y y y y1 2 3 4 5
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0
Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ R R RA Y
� ïðåäëàãàåìûé ìåòîä ïðèâîäèò ê óâåëè÷å-
íèþ ÷èñëà ôóíêöèé âîçáóæäåíèÿ. Îäíàêî ýòîò íåäîñòàòîê êîìïåíñèðóåòñÿ
óìåíüøåíèåì ÷èñëà àðãóìåíòîâ è òåðìîâ â ýòèõ ôóíêöèÿõ.
Èññëåäîâàíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðåäëîæåííûõ ìåòîäîâ íà ñòàíäàðòíûõ ïðè-
ìåðàõ [11] ïîêàçàëè, ÷òî àïïàðàòóðíûå çàòðàòû óìåíüøàþòñÿ â ñðåäíåì íà 42 %
ïî ñðàâíåíèþ ñ àâòîìàòîì Ìóðà U 1. Ïîáî÷íûì ïîëîæèòåëüíûì ýôôåêòîì ïðåä-
ëîæåííûõ ìåòîäîâ ÿâëÿåòñÿ óâåëè÷åíèå áûñòðîäåéñòâèÿ àâòîìàòà, ÷òî íàáëþäà-
ëîñü â 92 % ðàññìîòðåííûõ ñëó÷àåâ.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. B a r a n o v S . Logic and system design of digital systems. — Tallinn: TUT Press, 2008. — 328 p.
2. Ñ î ë î â ü å â Â . Â . Ïðîåêòèðîâàíèå öèôðîâûõ ñèñòåì íà îñíîâå ïðîãðàììèðóåìûõ ëîãè-
÷åñêèõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì. — Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì, 2001. — 636 ñ.
3. B a r k a l o v A . , T i t a r e n k o L . Logic synthesis for FSM-based control units. — Berlin:
Springer, 2009. — 233 p.
4. Ã ð ó ø â è ö ê è é Ð . È . , Ì ó ð ñ à å â À . Õ . , Ó ã ð þ ì î â Å . Ï . Ïðîåêòèðîâàíèå ñèñòåì ñ èñ-
ïîëüçîâàíèåì ìèêðîñõåì ïðîãðàììèðóåìîé ëîãèêè. — ÑÏá.: ÁÕÂ, 2002. — 608 ñ.
5. F P G A , CPLD, and ASIC from Altera. — http://www.altera.com.
6. F P G A and CPLID Solutions from Xilinx. — www.xilinx.com.
7. D e M i c h e l i G . Synthesis and optimization of digital circuits. — New York: McGraw Hill, 1994.
— 541 p.
8. Ì à ê ñ ô è ë ä Ê . Ïðîåêòèðîâàíèå íà ÏËÈÑ. Êóðñ ìîëîäîãî áîéöà. — Ì.: Äîäýêà-21, 2007.
— 408 ñ.
9. Á à ð ê à ë î â À . À . Ïðèíöèïû îïòèìèçàöèè ëîãè÷åñêîé ñõåìû ìèêðîïðîãðàììíîãî àâòîìàòà
Ìóðà // Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç. — 1998. — ¹ 1. — Ñ. 65–72.
10. Áà ð ê à ë î â À . À . , Ì à ë ü ÷ å â à Ð . Â . , Ñ î ë ä à ò î â Ê . À . Ñèíòåç àâòîìàòà Ìóðà ñ èäåí-
òèôèêàöèåé ñîñòîÿíèé // Íàóê. ïðàö³ Äîíåöüê. íàö. òåõí. óí-òó. Ñåð. «²íôîðìàòèêà,
ê³áåðíåòèêà òà îá÷èñëþâàëüíà òåõí³êà» (²ÊÎÒ-2009). Âèï. 10 (153). — Äîíåöüê: ÄÂÍÇ
«ÄîíÍÒÓ», 2009. — Ñ. 180–183.
11. Y a n g S . Logic synthesis and optimization benchmarks user guide. Technical report, ¹1991 —
IWLS-UG-Saryang.-Microelectronics center of North Carolina, 1991. — 45 p.
Ïîñòóïèëà 27.06.2012
182 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2013, ¹ 6
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-86302 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0023-1274 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:26:35Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Баркалов, А.А. Титаренко, Л.А. Мальчева, Р.В. Солдатов, К.А. 2015-09-12T18:11:48Z 2015-09-12T18:11:48Z 2013 Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура / А.А. Баркалов, Л.А. Титаренко, Р.В. Мальчева, К.А. Солдатов // Кибернетика и системный анализ. — 2013. — Т. 49, № 6. — С. 74-182. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0023-1274 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86302 004.274 Запропоновано дві модифікації кодування станів автомата. Модифікації базуються на використанні псевдоеквівалентних станів автомата для зменшення кількості рядків таблиці переходів автомата, а також на використанні вільних блоків вбудованої пам’яті для реалізації системи мікрооперацій. Запропоновано методики синтезу автомата Мура. Наведено результати досліджень, визначено області доцільного використання запропонованих методик. Two modifications of coding the states of Moore finite state machine are proposed. The modifications are based on pseudoequivalent states of the automaton in order to reduce the number of rows of the automaton, as well as on the use of free embedded memory blocks to implement the system of microoperations. The synthesis methods for Moore finite state machine are proposed. The research results are given and the areas of reasonable use of the proposed methods are identified. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Кибернетика и системный анализ Новые средства кибернетики, информатики, вычислительной техники и системного анализа Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура Використання меншої кількості ресурсів кристалу FPGA в схемі автомата Мура Reducing the use of resources in the FPGA circuit of Moore finite state machine Article published earlier |
| spellingShingle | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура Баркалов, А.А. Титаренко, Л.А. Мальчева, Р.В. Солдатов, К.А. Новые средства кибернетики, информатики, вычислительной техники и системного анализа |
| title | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура |
| title_alt | Використання меншої кількості ресурсів кристалу FPGA в схемі автомата Мура Reducing the use of resources in the FPGA circuit of Moore finite state machine |
| title_full | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура |
| title_fullStr | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура |
| title_full_unstemmed | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура |
| title_short | Использование меньшего количества ресурсов кристалла FPGA в схеме автомата Мура |
| title_sort | использование меньшего количества ресурсов кристалла fpga в схеме автомата мура |
| topic | Новые средства кибернетики, информатики, вычислительной техники и системного анализа |
| topic_facet | Новые средства кибернетики, информатики, вычислительной техники и системного анализа |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86302 |
| work_keys_str_mv | AT barkalovaa ispolʹzovaniemenʹšegokoličestvaresursovkristallafpgavshemeavtomatamura AT titarenkola ispolʹzovaniemenʹšegokoličestvaresursovkristallafpgavshemeavtomatamura AT malʹčevarv ispolʹzovaniemenʹšegokoličestvaresursovkristallafpgavshemeavtomatamura AT soldatovka ispolʹzovaniemenʹšegokoličestvaresursovkristallafpgavshemeavtomatamura AT barkalovaa vikoristannâmenšoíkílʹkostíresursívkristalufpgavshemíavtomatamura AT titarenkola vikoristannâmenšoíkílʹkostíresursívkristalufpgavshemíavtomatamura AT malʹčevarv vikoristannâmenšoíkílʹkostíresursívkristalufpgavshemíavtomatamura AT soldatovka vikoristannâmenšoíkílʹkostíresursívkristalufpgavshemíavtomatamura AT barkalovaa reducingtheuseofresourcesinthefpgacircuitofmoorefinitestatemachine AT titarenkola reducingtheuseofresourcesinthefpgacircuitofmoorefinitestatemachine AT malʹčevarv reducingtheuseofresourcesinthefpgacircuitofmoorefinitestatemachine AT soldatovka reducingtheuseofresourcesinthefpgacircuitofmoorefinitestatemachine |