VHDLのユニバーサルシフト算術権

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/4174473

  •  09-10-2019
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質問

ユニバーサルシフト算術演算子を設計しています。 32ビットマルチプレクサ（デコーダー）を使用する以外に、それを達成するためのより良い方法はありますか？

ENTITY isra IS 
PORT (
  clk:    in std_logic;
  rst:    in std_logic;
  di:     in std_logic_vector (31 downto 0);
  sel:    in std_logic_vector (31  downto 0);
  res:    out std_logic_vector (31 downto 0) := (others => '0')
);
END isra;


PROCESS
  BEGIN
    WAIT UNTIL clk'EVENT AND clk = '1';
    IF rst = '1' THEN
      res <= (others => '0');
    ELSE
    CASE sel IS
        when X"00000001"  => res <= to_stdlogicvector(to_bitvector(a) sra 1);
        when X"00000002"  => res <= to_stdlogicvector(to_bitvector(a) sra 2);
        ...
        when X"0000001F"  => res <= to_stdlogicvector(to_bitvector(a) sra 31);
        when others => res <= (others => '0');
    END CASE;
END IF;
END PROCESS;
役に立ちましたか？

解決

インデックスを使用しますか？

PROCESS
  VARIABLE shift_count : INTEGER RANGE 0 TO 31;
BEGIN
  IF rst = '1' THEN
    res <= (others => '0');
  ELSIF RISING_EDGE(clk) THEN
    shift_count := to_integer(sel);
    FOR I IN 0 TO 31 LOOP
      IF I + shift_count < 32 THEN
        res(I) <= din(I + shift_count);
      ELSE
        res(I) <= din(31); -- for logical shift right, use '0' instead
      END IF;
    END LOOP;
  END IF;
END PROCESS;

このバージョンは、ジェネリックにパラメーター化するのがはるかに簡単です。

VHDLは行動の説明であり、MUXを指定していないことを忘れないでください。コンパイラは、サイズ、速度、パイプラインなどを最適化するかどうかに応じて、さまざまなデザインを生成できます。

5 2：1 Muxesは、これを単一の32：1 Muxよりもはるかに小さな領域に実装できることに注意してください。これがあなたの時計レートを制限するブロックでない場合、それは望ましいかもしれません。

また、あなたに注意してください sel 入力は広すぎるため、5ビットである必要があります。

他のヒント

ループやケースステートメントなしでSRA関数を使用できます。

res <= to_stdlogicvector(to_bitvector(di) sra to_integer(sel));

SELをSTD_LOGIC_VECTORではなく、SELにする必要があることに注意してください。

sel: in unsigned (31  downto 0);

あなたがそれを望まない場合でも、あなたはまだSELを署名しないものにキャストすることができます。また、numeric_bit：

use ieee.numeric_bit.all;

ハードウェアの観点からは、単一のクロックで可変数の位置を右に移動することは、各ビットは、選択に基づいて32の可能な値のいずれかを持つ単一のフリップフロップです。ですから、その観点から、これがあなたがそれをする方法です。

ただし、SEL == 0をケースにして、パススルーにします。論理的には、それはすべてをゼロに設定するよりも理にかなっています。

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