UDB। यह क्या है? भाग 2. दत्तपथ

हम सरू प्रलेखन के आधार पर UDB पर विचार करना जारी रखते हैं। और इस बार हम विस्तार से अध्ययन करेंगे डाटापथ, एक परिचालन ऑटोमेटन।

चक्र की सामान्य सामग्री “UDB। यह क्या है? ”
भाग 1. परिचय। पीएलडी।
भाग 2. दत्तपथ। (वर्तमान लेख)
भाग 3. दत्तपथ फीफो।
भाग 4. दत्तपथ ALU।
भाग 5. दत्तपथ। उपयोगी छोटी चीजें।
भाग 6. प्रबंधन और स्थिति मॉड्यूल।
भाग 7. समय और नियंत्रण मॉड्यूल रीसेट करें
भाग 8. UDB को संबोधित करते हुए

21.3.2 ऑपरेशनल मशीन (डेटापाथ)

चित्र 21-6 में दिखाए गए डेटापट में 8-बिट, एकल-समाप्त ALU और इसके संबंधित सर्किटरी में बिजली के झंडे की तुलना करने और उत्पन्न करने के लिए है। पड़ोसी UDBs के डाटापथ ब्लॉकों को बिट गहराई बढ़ाने के लिए एक साथ जंजीर किया जा सकता है। डाटापथ में एक छोटा गतिशील विन्यास रैम शामिल होता है जो विशिष्ट चक्र में किए जाने वाले ऑपरेशन को गतिशील रूप से चुन सकता है।

दातपाथ को टिम्बर्स, काउंटर्स, पीडब्लूएम, पीआरएस, सीआरसी, शिफ्ट रजिस्टर और डेडबैंड जनरेटर जैसे विशिष्ट एम्बेडेड कार्यों को लागू करने के लिए अनुकूलित किया गया है। जोड़ और घटाव कार्य जोड़ना डिजिटल डेल्टा-सिग्मा संचालन के लिए समर्थन प्रदान करता है।


चित्र 21-6। शीर्ष स्तर डाटापट।

21.3.2.1 अवलोकन

निम्नलिखित अध्याय डाटापथ की मुख्य विशेषताओं का अवलोकन प्रदान करते हैं।

गतिशील विन्यास

डायनेमिक कॉन्फ़िगरेशन - सीक्वेंसर के नियंत्रण में प्रत्येक चक्र में डाटापथ के काम और आंतरिक संचार को बदलने की क्षमता। यह कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी (कॉन्फ़िगरेशन रैम) का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है, जो आठ अद्वितीय कॉन्फ़िगरेशन संग्रहीत करता है। इस मेमोरी का इनपुट पता ट्रेस संसाधनों से जुड़े किसी भी ब्लॉक से लगाया जा सकता है, आमतौर पर PLD लॉजिक, I / O पिन से, या अन्य डेटापैथ से।

ALU

ALU आठ सामान्य प्रयोजन के कार्य कर सकता है: वेतन वृद्धि, वेतन वृद्धि, जोड़ना, घटाना, और तार्किक संचालन AND, OR, XOR और PASS भी करना। कार्यों की पसंद प्रत्येक चक्र के लिए कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी द्वारा निर्धारित की जाती है। स्वतंत्र पारी संचालन (बाएं, दाएं, कुतरना क्रमपरिवर्तन), साथ ही साथ मास्किंग संचालन ALU आउटपुट पर उपलब्ध हैं।

सशर्त निर्माण

प्रत्येक Datapath में दो बिटवाइज़ नकाबपोश तुलनित्र होते हैं जिन्हें तर्क के रूप में एकाधिक Datapath रजिस्टर निविष्टियों का चयन करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। अन्य पहचान योग्य स्थितियाँ सभी शून्य, सभी, और अतिप्रवाह हो सकती हैं। ये स्थितियाँ डाटापथ के मुख्य आउटपुट बनाती हैं और इन्हें डिजिटल ट्रेस लाइनों या अन्य कार्यों के इनपुट के लिए भेजा जा सकता है।

एंबेडेड सीआरसी / पीआरएस

डाटापथ ने एकल-चक्र सीआरसी गणनाओं और छद्म-यादृच्छिक अनुक्रमों (अंग्रेजी छद्म यादृच्छिक अनुक्रम, पीआरएस) की पीढ़ी को एक निश्चित बिट गहराई और एक उत्पन्न बहुपद के साथ समर्थन में बनाया है। 8 से अधिक बिट्स की थोड़ी गहराई प्राप्त करने के लिए, संकेत डाटापथ के बीच जंजीर हो सकते हैं। इस सुविधा को गतिशील रूप से नियंत्रित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि यह अन्य कार्यों के साथ वैकल्पिक हो सकता है।

कस्टम उच्च बिट संख्या

अंकगणित समारोह और शिफ्ट फ़ंक्शन के सबसे महत्वपूर्ण बिट (अंग्रेजी सबसे महत्वपूर्ण बिट, एमएसबी) की संख्या प्रोग्रामेटिक रूप से सेट की जा सकती है। यह चर लंबाई CRC / PRS फ़ंक्शन के लिए समर्थन प्रदान करता है, और ALU आउटपुट मास्किंग के साथ संयोजन के रूप में, मनमाने ढंग से लंबाई, काउंटर और शिफ्ट ब्लॉक के टाइमर के कार्यान्वयन की अनुमति देता है।

फीफो इनपुट / आउटपुट बफर

प्रत्येक डाटापाठ में दो 4-बाइट फीफो बफ़र्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक को इनपुट बफर के रूप में काम करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है (CPU या DMA, FIFO को डेटा लिखता है, Datapath FIFO पढ़ता है), या आउटपुट बफर के रूप में (Datapath FIFO, और CPU या DMA को लिखता है) इससे पढ़ता है)। ये FIFO बफ़र ऐसी स्थिति उत्पन्न करते हैं जिन्हें सीक्वेंसर, इंटरप्ट या डीएमए अनुरोधों के साथ बातचीत करने के लिए अग्रेषित किया जा सकता है।

जंजीरों में बंधन

Datapath को पड़ोसी Datapaths में एक श्रृंखला में श्रृंखला की स्थितियों और संकेतों के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। शिफ्ट, ट्रांसफर, कैप्चर और अन्य सशर्त संकेतों को उच्च बिट गहराई के अंकगणितीय कार्यों के साथ-साथ शिफ्ट फ़ंक्शन और सीआरसी / पीआरएस फ़ंक्शन बनाने के लिए जंजीरों में जोड़ा जा सकता है।

समय मल्टीप्लेक्सिंग

ओवरसैंपलिंग अनुप्रयोगों में या जहां उच्च घड़ी की गति की आवश्यकता नहीं होती है, डाटापाट में एक एएलयू को रजिस्टरों और स्थिति जनरेटर के दो सेटों के बीच प्रभावी रूप से विभाजित किया जा सकता है। ALU और शिफ्ट रजिस्टर के आउटपुट लैच किए जाते हैं और बाद के चक्रों में इनपुट के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं। उपयोग के उदाहरणों में एक एकल (8-बिट) डाटापथ में 16-बिट फ़ंक्शंस के लिए समर्थन या डेटा शिफ्ट ऑपरेशन के साथ सीआरसी पीढ़ी के संचालन को शामिल करना शामिल है।

दातापाठ इनपुट्स

डाटापथ में चार प्रकार के इनपुट होते हैं: कॉन्फ़िगरेशन, नियंत्रण, साथ ही डेटा इनपुट (सीरियल और समानांतर)। कॉन्फ़िगरेशन इनपुट डायनामिक कॉन्फ़िगरेशन के RAM पते का चयन करते हैं। नियंत्रण इनपुट FIFO से डेटा रजिस्टर लोड करते हैं और बैटरी आउटपुट को FIFO में डाउनलोड करते हैं। सीरियल डेटा इनपुट में शिफ्ट और कैरी इनपुट शामिल हैं। समानांतर डेटा इनपुट पोर्ट आपको ट्रेस संसाधनों से 8 डेटा बिट्स प्राप्त करने की अनुमति देता है।

डाटापाट आउटपुट

कुल मिलाकर दत्तपथ में 16 संकेत उत्पन्न हुए हैं। उनमें से कुछ सशर्त सिग्नल हैं (उदाहरण के लिए, तुलना), अन्य स्टेटस सिग्नल हैं (उदाहरण के लिए, एफआईएफओ स्थिति), और बाकी डेटा सिग्नल हैं (उदाहरण के लिए, शिफ्ट रजिस्टर आउटपुट)। इन 16 संकेतों को 6 डाटापथ आउटपुट में मल्टीप्लेक्स किया गया है और ट्रेस मैट्रिक्स में रूट किया गया है। डिफ़ॉल्ट रूप से, आउटपुट घड़ी आवृत्ति के साथ सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं, जो 1 घड़ी चक्र की देरी के साथ पाइपलाइनिंग बनाता है। साथ ही, उनके (आउटपुट) को एसिंक्रोनस (कॉम्बीनेटरियल) मोड में बदल दिया जा सकता है (अनुवादक नोट देखें)।

अनुवादक का नोट

मैंने एक लंबे समय के लिए खोजा कि डेटापथ आउटपुट का समय क्या है। मेरे अनुभव ने कहा है कि सब कुछ अतुल्यकालिक है। यह पता चला कि यह आउटपुट की इतनी अधिक स्थिति नहीं है, लेकिन यह संपादक उनके आधार पर चर के लिए सेटिंग करता है।



यह निम्नलिखित Verilog कोड उत्पन्न करने के लिए संपादक को बाध्य करेगा:

/* ==================== Assignment of Registered Variables ==================== */ always @ (posedge clock) begin : register_assignments var1 <= (decr_finished); end 

यदि आप कोम्बिनेटरियल मोड में स्विच करते हैं



कोड इस तरह हो जाएगा:

 assign var1 = (decr_finished); 

लेकिन यह सब डाटापाट आउटपुट से उत्पन्न चर पर लागू होता है। और आउटपुट स्वयं हमेशा अतुल्यकालिक होते हैं। और उनके नाम (इस उदाहरण में decr_finished ) का उपयोग अतिरिक्त चर दर्ज किए बिना किया जा सकता है।

दातपाथ वर्किंग रजिस्टर

प्रत्येक डाटापथ मॉड्यूल में छह 8-बिट वर्किंग रजिस्टर हैं। सीपीयू या डीएमए ने सभी रजिस्टरों तक पहुंच को पढ़ा और लिखा है।

तालिका 21-1

अगले लेख में, हम फीफो के साथ सौदा करना शुरू करेंगे।