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verilog - 了解一个简单的循环仲裁器 verilog 代码

问题描述

看看下面的arbiter.v代码：

有人告诉我想想 rr_arbiter 是一个简化的波纹借用电路，可以环绕。

'base' 是一个热信号，指示应考虑授予的第一个请求。

嗯？你们知道如何生成“基本”输入信号吗？

注意减法。借位逻辑使其搜索以找到下一个设置位。

为什么 ~(double_req-base) ？

module arbiter (
    req, grant, base
);

parameter WIDTH = 16;

input [WIDTH-1:0] req;
output [WIDTH-1:0] grant;
input [WIDTH-1:0] base;

wire [2*WIDTH-1:0] double_req = {req,req};
wire [2*WIDTH-1:0] double_grant = double_req & ~(double_req-base);
assign grant = double_grant[WIDTH-1:0] | double_grant[2*WIDTH-1:WIDTH];

endmodule

标签： verilogfpgaround-robin

解决方案

编辑：正如有人指出的那样，我最初只指出了如何设置输入信号，并举了两个特殊情况作为例子。让我试着解释一下它是如何工作的。你的问题是一个好的开始：

为什么 ~(double_req-base) ？

正如有人向您指出的那样，这是基于波纹借位减法器的原理。当您从另一个数字中减去一个数字时，无论您使用哪种数字系统，您都从最低的顺序开始，并尝试从相同的顺序中减去两个数字。在二进制示例中，这看起来像这样：

1011     =    11
0010 -   =     2 -
──────        ────
1001     =     9

如您所见，1 - 1is valid 并且 yield 0。但是，如果这不可能，您可以从更高的订单号借入。这张图片显示了一个简单的例子，说明它在十进制系统中的样子。十进制系统中的一个示例可能是：

1001     =     01(10)1     =    9
0010 -   =     00  1 0 -   =    2 - 
──────         ─────────        ───
0111     =     01  1 1     =    7

由于0 - 1在第二个位置是不可能的，我们从第四个位置取 1，将第三个位置1设置为并将第二个位置设置为10（因此，十进制系统中的 2）。这与我之前发布的十进制系统中的示例非常相似。

req对仲裁者很重要：从 的位置看，原始数字 ( ) 的下一个 1base将设置为零。基准位置和基准位置之间的所有数字0都将设置为1。将减法的结果取反后，只有这个位置是1从底部看到的。

1但是，使用这种技术仍然可以使用比基数更低的数字。因此，我们将原始数字与您计算的数字 ( double_req & ~(double_req-base)) 结合起来。这确保了低于位置的可能s被1消除。base

最后，它加倍的事实确保它不会用完可以借用的头寸。如果它需要从这些“第二个”加倍块中借用，析取 ( double_grant[WIDTH-1:0] | double_grant[2*WIDTH-1:WIDTH]) 确保它返回正确的索引。我在下面的示例中添加了一个示例。

原帖

您可以将其解释base为req. 这是代码将考虑仲裁的第一位。您应该将此值设置为last_arbitrated_position + 1。

看看我在下面创建的 4 位（伪代码）示例。让我们取一些任意数字：

req  = 4'b1101 // Your vector from which one position should be arbitrated
base = 4'b0010 // The second position is the first position to consider

现在，从arbiter.v，以下内容：

double_req   = 1101 1101
double_grant = 1101 1101 & ~(1101 1011) = 1101 1101 & 0010 0100 = 0000 0100

在最后的步骤中，arbiter.v然后实际分配应该授予的位置：

grant = 0100 | 0000 = 0100

这是正确的，因为我们将第二个位置设置为基础，而下一个有效位置是第三个。另一个例子，其中 base 是一个在 中也有效的位置req，是：

req  = 4'b1111
base = 4'b0010
double_req   = 1111 1111
double_grant = 1111 1111 & ~(1111 1101) = 1111 1111 & 0000 0010 = 0000 0010
grant = 0010 | 0000

这又是正确的，因为在这种情况下，我们定义了可能被仲裁的第一个位置是第二个位置，并且这个位置确实有效。

您发布的代码示例还负责包装最重要的位。这意味着如果您设置了一个基数，但没有大于该基数的有效位置，它将环绕并从最低有效位开始仲裁。这种情况的一个例子是：

req  = 4'b0010
base = 4'b0100
double_req   = 0010 0010
double_grant = 0010 0010 & ~(1110 0001) = 0010 0010 & 0001 1110 = 0010 0000
grant = 0000 | 0010

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