混合微程序控制单元的逻辑综合

Barkalov

Logic Synthesis for

Compositional Microprogram

Control Units

2009

Hardback

ISBN 9783540692836

Alexander Barkalov等著

数字系统中非常重要的部分之一是控制单元,它能协调其他系统模块的相互作用。一般来说控制单元结构不规则,这使得逻辑电路的设计非常复杂。在复杂的逻辑控制器的情况下,系统设计的问题实际上可归结为对控制单元的设计。现代的可编程片上系统是基于CPLD或FPGA技术的。因此,有效的逻辑电路的设计和实现方法的发展是非常重要的。

一种可行的优化控制单元(如其大小或其逻辑电路的性能特征等)方法是使其结构适合控制算法。在本书中控制算法由GSA算法表示,因为这种算法可以提供简单的解释。在线性GSA算法中,算子顶点数量不低于所有算法顶点总数的75%。混合微程序控制单元(CMCU)用于线性控制算法的解释。

本书中的控制单元增加了电路规律,因为这里的微操作系统是使用标准的可编程的只读存储器或者随机存取存贮器,同时,对系统中不规则部分通过布尔运算进行了简化。与其他模型相比它减少了逻辑元素(如:PAL, GAL, PLA, FPGA)的总数量。这些装置可用于组织控制过程,不仅可以在计算机中,而且可以在其他数字系统中,包括复杂的控制器。本书介绍的逻辑综合设计方法用于创建混合微程序控制单元描述表。这些描述表是可以用来寻找系统中的布尔函数,它可用来实现特定块逻辑电路系统。为了实施相应的电路,这个信息应该使用特定的工业CAD系统数据格式进行转化。

本书共8章。1.微程序控制和控制器行为描述的原理,一些控制算法(如:FSM,MCU)的解释说明,混合微程序的控制单元的组织原理;2.当代现场可编程逻辑器件及其演变,从最简单的可编程逻辑器件(如:PLA,PAL, GAL和PROM)开始逐渐深入到非常复杂的芯片(如CPLD和FPGA),用于FSM和 MCU两种控制单元的设计和优化方法;3.设计和优化一些基本的混合微程序控制单元的结构;4.基于代码共享的设计方法, Moore有限状态机(Moore FSM)优化方法在混合微程序控制单元的应用;5.基于代码转换的优化方法;6.如何优化微程序在混合微程序控制单元内存中所占的容量;7.混合微程序控制单元逻辑电路的多级执行方法;8.微指令格式修改情况下的混合微程序控制单元的优化问题。

本书第一作者Alexander Barkalov是波兰绿山城大学教授,研究方向有:计算机分析方法和数字电路综合、系统数字电路设计等;第二作者Larysa Titarenko是波兰绿山城大学博士。

本书可供在电气工程和信息与数字自动机、嵌入式系统或现场可编程逻辑器件工作的工程师、研究人员和学生参考借鉴。

邹易清,硕士

(中国科学院高能物理研究所)

Zou Yiqing,Master

(Institute of High Energy Physics, CAS)