[Home] [Lektion 1] [Lektion 2] [Lektion 3] [Lektion 4] [Lektion 5]
Lektion 5
Up ]


Aritmetiske kredsløb og Hukommelse

Ripple Carry Adder
Carry Look-a-head
FPGA addition
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Emner:                                 

Last updated: 20-02-09

  •  Addere og Subtraktere

    •  Half-Adder og Fuld Adder     Wak: afsnit 6.10  (side 474 til 478)

    •  Rippel carry adder               (side 475)

    •  Carry look ahead adder        (side 478 til 479 - Mest til orientering )

  •  ALU - Aritmetic Logic Unit  

    •  MSI - ArithMetic and Logic Units  Wak: side 483 til 465

    •  Combinatorial Multipliers     Wak: afsnit 6.11  (side 494 til 496) - Kan sammenlignes med Wak. side 46

  •  Memory

    •  ROM

    •  Statisk / Dynamisk RAM

    •  Synkron / Asynkron RAM

    •  LUT Baseret RAM / FF Baseret Registre

    •  Block RAM

    •  Dual port / Single port RAM

 

 

   Eksempler og opgaver:
 

 

  Resume:
 

En Flip/Flop er i stand til at lagre 1-bit og hvis man kobler 8 F/F's parallelt kan der lagres 1 byte.

De mindste FPGA kredse indeholder 800 F/F's (i runde tal) og man har således mulighed for at implementere 100 bytes. Men prisen bliver alt for høj samtidig med at det giver en dårlig udnyttelse af FPGA'en.

En Configurable Logic Block indeholder foruden 2 F/F's også to Look Up Tables. En LUT er i virkeligheden en 16x1-bit RAM og hvis man ønsker det kan den også bruges som en RAM - med andre ord får man ekstra 16 F/F's hver gang en LUT bruges som en RAM.

Alle nyere FPGA kredse indeholder såkaldte Block RAM blokke (BRAM).
Spartan 3E xcs100 indeholder for eksempel 4 stk BRAM af 18kbit og xcs500 indeholder 20 stk BRAM
En BRAM kan også betragtes som en ROM kreds fordi man definerer indholdet hver gang kredsen bliver programmeret.
Endvidere kan BRAM bruges som Dual-port RAM - Det vil sige at to systemer (CPUer) kan få fat i de samme data via hver sin Adresse og Data bus. Ydermere kan bredden af data-bussen indstilles til 1,2,4,9,18 eller 36 bits bredde.

Det oprindelige formål med digitalteknik og computere var ønsket / drømmen om at kunne foretage aritmetiske beregninger automatisk. Hjernen i en computer kaldes for en CPU (Central Processing Unit) og hvis man kigger nærmere ind i en CPU vil den næsten altid indeholde en blok med betegnelsen ALU - Aritmetic Logic Unit.

En ALU kan opfattes som "lommeregneren" i en CPU idet den kan modtage to tal (f.eks. kaldet A og B) samt en kommando (f.eks. kaldet S) og som resultat kan leveres F = A + B.  Side 485 i wakerly viser funktionen af en 74x382 4-bit ALU.

De fire klassiske regneoperatorer: +,-,x og / kan naturligvis implementeres med digitalteknik. Det er imidlertid lidt kompliceret at implementere multiplikation og division (specielt division) så vi vil "nøjes" med addition og subtraktion.

 

   

 

   

    Hit Counter