Synthesis of Combined Finite State Machine with FPGAs
А. А. Баркалов, Larysa Titarenko, Ya.E. Vizor, Oleksandr V. Matvienko, V.V. Gorina · Control Systems and Computers · 2016
Технические средства информатики УДК 004.274А.А.Баркалов, Л.А.Титаренко, Я.Е.Визор, А.В.Матвиенко, В.В.Горина Уменьшение числа LUT-элементов в схеме совмещенного автоматаПредложен метод синтеза совмещенного микропрограммного автомата в базисе FPGA, позволяющий получить схему с минимальным числом элементов LUT и встроенных блоков памяти EMB.Минимизация достигается путем замены части множества логических условий и соответствующего кодирования состояний автомата.Приведен пример применения метода.Ключевые слова: совмещенный автомат, FPGA, LUT, EMB, синтез, граф-схема алгоритма.Запропоновано метод синтезу суміщеного мікропрограмного автомата в базисі FPGA, що дозволяє отримати схему з мінімальним числом елементів LUT і вбудованих блоків пам'яті EMB.Мінімізація досягається шляхом заміни частини множини логічних умов та відповідного кодування станів автомата.Наведено приклад застосування методу.Ключові слова: суміщений автомат, FPGA, LUT, EMB, синтез, граф-схема алгоритму.Введение.Любая цифровая система включает устройство управления, для синтеза которого часто используется модель микропрограммного автомата (МПА) [1, 2].Одна из моделей МПА -совмещенный автомат, в котором существуют выходные сигналы двух типов [3].Выходные сигналы типа Мили формируются при переходе между состояниями.Выходные сигналы типа Мура существуют в течение такта работы МПА [2, 3].Для реализации схем цифровых систем в настоящее время широко используются СБИС типа FPGA (Field-Programmable Logic Arrays) [4, 5].Два типа логических элементов, входящих в FPGA, могут использоваться для реализации схемы МПА.Первый из них -логические элементы типа LUT (Look-Up Table), выходы которых могут быть связаны с входами триггеров.Элементы LUT имеют ограниченное число входов (S ≤ 6) и только один выход.Второй тип логических элементов -встроенные блоки памяти типа EMB (Embedded Memory Blocks).Их важная характеристика -реконфигурация, при которой меняется число выходов (t F ) и ячеек памяти (V).При этом общая емкость (V 0 ) есть константой: 0 2 A F S t V , Поступила 13.05.2016Тел.