Подскажите алгоритм подсчета нулей или единиц в 64 разрядном числе за один такт. И что можно почитать поглубже по поводу создания АЛУ


Спасибо огромное заранее

Многое зависит от длительности такта и от способностей синтезатора по оптимизации. Напишите простой цикл в процессе с переменной-счетчиком для начала.

assign temp_a = (in_data & 64'h5555555555555555) + ((in_data >> 1) & 64'h5555555555555555);
assign temp_b = (temp_a & 64'h3333333333333333) + ((temp_a >> 2) & 64'h3333333333333333);
assign temp_c = (temp_b & 64'h0707070707070707) + ((temp_b >> 4) & 64'h0707070707070707);
assign temp_d = (temp_c & 64'h000F000F000F000F) + ((temp_c >> 8) & 64'h000F000F000F000F);
assign temp_e = (temp_d & 64'h0000001F0000001F) + ((temp_d >> 16) & 64'h0000001F0000001F);
assign temp_f = (temp_e & 64'h000000000000003F) + ((temp_e >> 32) & 64'h000000000000003F);

ну явно лишние разряды сумматоров убъет синтезатор, а если хотите, можете и сами.
Это подсчет единиц. Как сделать подсчет нулей, думаю сами догадаетесь.

На одном сумматоре вообще абсурдно пытаться сделать??

Легко. Если он имеет достаточную разрядность (на вскидку - 183 бита). Заводя его выходы на его же входы по приведенной мной выше схеме.

А эффективнее всего это делать на дереве полных сумматоров с использованием их входов переносов, подавая везде на перенос один бит входных данных. Таким образом первый уровень будет принимать 3*N бит данных и состоять из однобитных сумматоров, второй - состоять из двухбитных, и принимать N/2 бит (по кол-ву входов переносов сумматоров), и так далее. Проверено, синтезаторы (Quartus, DC и Synplify) не умеют оптимизировать такую структуру в такое дерево.

119 элементов против 193 следующей реализации:



Синтезатор еще далек от идеала  


Но, зато, судя по времянке быстродействие второго способа не намного хуже, чем первого.

Надо бы для проверки в TQA загнать.


P.S. Пока проверял - не заметил сообщения выше

Сообщение отредактировал des333 - May 13 2009, 10:52

А так?
always @(posedge clk) begin
one [7:0] = input_number[63] + input_number[62] + input_number[61] +...+input_number[0]
zero[7:0] = 8'd64 - (input_number[63] + input_number[62] + input_number[61] +...+input_number[0])
end

Сообщение отредактировал PeterD - May 13 2009, 10:54

Но какие частоты будут с 180 разрядным сумматором? Про дерево не совсем понял)

Надо все АЛУ сделать на одном сумматоре)
Это конечно лучший вариант с поразрядным сложением. мне тоже так больше нравится.

Кстати это не есть та схема, о которой вы говорили, SM?

Точно те же, как и в остальных схемах. Так как как этот зад раком не крути, а для решения задачи нучно 180 одноразрядных сумматоров (примерное количество, плюс минус от реализации и задействования их переносов). А как их расставить - как один 180-битный, или как 180 однобитных - это вам решать и это сути дела не меняет.
Про дерево - для 8 бит так:

wire [1:0] stage_0_0, stage_0_1;
wire [2:0] stage_1_0;
wire [3:0] stage_2_0;

assign stage_0_0 = data[0]+data[1]+data[2];
assign stage_0_1 = data[3]+data[4]+data[5];
assign stage_1_0 = stage_0_0 + stage_0_1 + data[6];
assign stage_2_0 = stage_1_0 + data[7];

до 64 бит сами расширяйте, долго и муторно. А цикл generate продумывать мне влом.

Всем огромное спасибо. Очень сильно помогли

Это сильно завернуто... Из всех букв аббревиатуры АЛУ - останется пожалуй только АУ

вот тут проверяли %)

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=59528

2 Admin
ИМХО популярная тема у народа, может того её..пристегнуть?

Как раз с полными сумматорами здесь не очень-то получается, по крайней мере на Альтере. Похоже, что есть ограничения на то, откуда можно подавать данные на вход переноса в альтеровской LE. Получается, что если туда подается сигнал не с выхода переноса соседней ячейки, то приходится задействовать еще одну LE. А в этом случае уже более оптимальным получается дерево, имеющее полусумматоры на первом сложении (лучше 2 полусумматора, чем один полный).

Вполне возможно. Я не преследовал цели соптимизировать именно на альтеру. Изначально моей целью была среднестатистическая технология, основанная на стандартных ячейках. Если хорошо подумать, можно родить и оптимальный вариант для альтеры, и, возможно, он будет именно таков, как Вы предлагаете.