混合微程序控制單元的邏輯綜合

Barkalov

Logic Synthesis for

Compositional Microprogram

Control Units

2009

Hardback

ISBN 9783540692836

Alexander Barkalov等著

數(shù)字系統(tǒng)中非常重要的部分之一是控制單元,它能協(xié)調(diào)其他系統(tǒng)模塊的相互作用。一般來說控制單元結(jié)構(gòu)不規(guī)則,這使得邏輯電路的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。在復(fù)雜的邏輯控制器的情況下,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題實(shí)際上可歸結(jié)為對控制單元的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代的可編程片上系統(tǒng)是基于CPLD或FPGA技術(shù)的。因此,有效的邏輯電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法的發(fā)展是非常重要的。

一種可行的優(yōu)化控制單元(如其大小或其邏輯電路的性能特征等)方法是使其結(jié)構(gòu)適合控制算法。在本書中控制算法由GSA算法表示,因?yàn)檫@種算法可以提供簡單的解釋。在線性GSA算法中,算子頂點(diǎn)數(shù)量不低于所有算法頂點(diǎn)總數(shù)的75%。混合微程序控制單元(CMCU)用于線性控制算法的解釋。

本書中的控制單元增加了電路規(guī)律,因?yàn)檫@里的微操作系統(tǒng)是使用標(biāo)準(zhǔn)的可編程的只讀存儲器或者隨機(jī)存取存貯器,同時,對系統(tǒng)中不規(guī)則部分通過布爾運(yùn)算進(jìn)行了簡化。與其他模型相比它減少了邏輯元素(如:PAL, GAL, PLA, FPGA)的總數(shù)量。這些裝置可用于組織控制過程,不僅可以在計(jì)算機(jī)中,而且可以在其他數(shù)字系統(tǒng)中,包括復(fù)雜的控制器。本書介紹的邏輯綜合設(shè)計(jì)方法用于創(chuàng)建混合微程序控制單元描述表。這些描述表是可以用來尋找系統(tǒng)中的布爾函數(shù),它可用來實(shí)現(xiàn)特定塊邏輯電路系統(tǒng)。為了實(shí)施相應(yīng)的電路,這個信息應(yīng)該使用特定的工業(yè)CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

本書共8章。1.微程序控制和控制器行為描述的原理,一些控制算法(如:FSM,MCU)的解釋說明,混合微程序的控制單元的組織原理;2.當(dāng)代現(xiàn)場可編程邏輯器件及其演變,從最簡單的可編程邏輯器件(如:PLA,PAL, GAL和PROM)開始逐漸深入到非常復(fù)雜的芯片(如CPLD和FPGA),用于FSM和 MCU兩種控制單元的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法;3.設(shè)計(jì)和優(yōu)化一些基本的混合微程序控制單元的結(jié)構(gòu);4.基于代碼共享的設(shè)計(jì)方法, Moore有限狀態(tài)機(jī)(Moore FSM)優(yōu)化方法在混合微程序控制單元的應(yīng)用;5.基于代碼轉(zhuǎn)換的優(yōu)化方法;6.如何優(yōu)化微程序在混合微程序控制單元內(nèi)存中所占的容量;7.混合微程序控制單元邏輯電路的多級執(zhí)行方法;8.微指令格式修改情況下的混合微程序控制單元的優(yōu)化問題。

本書第一作者Alexander Barkalov是波蘭綠山城大學(xué)教授,研究方向有:計(jì)算機(jī)分析方法和數(shù)字電路綜合、系統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計(jì)等;第二作者Larysa Titarenko是波蘭綠山城大學(xué)博士。

本書可供在電氣工程和信息與數(shù)字自動機(jī)、嵌入式系統(tǒng)或現(xiàn)場可編程邏輯器件工作的工程師、研究人員和學(xué)生參考借鑒。

鄒易清,碩士

(中國科學(xué)院高能物理研究所)

Zou Yiqing,Master

(Institute of High Energy Physics, CAS)