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请教下面逻辑的实现

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
input [127:0] in;
output [127:0] out
out是一个onehot信号,为1的那位表示in里面从低到高第二个1的位置(注意是第二个。
。。)
比如in == 128'b....10010100
那么out = 128'b000000010000
有什么timing比较好的思路吗?
注意要一拍完成,而且timing要好

我想到的一个思路
就是out每一位为1的条件是
in的这一位为1且
in里面比该位低的所有位是onehot的
out[0] = 0
out[1] = onehot1(in[0]) && in[1]
out[2] = onehot2(in[1:0]) && in[2]
...
out[n] = onehotn(in[n-1:0) && in[n]
不过上面的onehot实现起来也很复杂。。。
比如onehotn(input [n-1] a) =
    a ==n'b00...1 ||
    a ==n'b00..10 ||
    a ==n'b00.100 ||
...
    a ==n'b100000;

你这就有点像casex
有周期限制吗?
可以考虑先把0全挤掉做一个中间寄存器,不过这种找1的做法用来找这个1太大材小用了

相当于128个entry带age的arbitration, 2 winner,
4 stage:   4x4x4x2
每个stage选出两个winner
由于vector只有1bit,目测逻辑层数应该可以控制在30以内

这种面试题,出现起码有10年了。
碰到这种恶心题,终极解决方案就是查表

不太明白
能写个伪代码吗?
看起来有点问题
就是如果两个1出现在不同的stage里面怎么办呢

第一个1的方法可以用in^(in&(in-1)),第二个可以去掉最低位1(in&(in-1))在算

128拆分16个8bit分别用这方法算,结果再与上低的所有8bit全0的条件,速度不够pipeline

说实话我觉得你的方法挺好的了,基本相当于casex了,比我想到的方法好

需要这个电路最可能的地方是CAM风格的处理器寄存器重命名电路,而且应该是4发射级别
才需要。如果是这个场景的话,我觉得单周期怎么做都会太慢,对频率的影响过大。
一种取舍方式是把128bit分成2个64bit,对每个64bit算leading one和trailing one。这
样会导致一些限制,可以在发射队列做一些补偿。
另外一种方式是分两个周期来做,也会导致动态范围的降低。

一定要做的话,CMOS VLSI Design 第三版第十章,第四版十一章
数据通路子系统中Parallel-Prefix Computations正好有这个例子,可以参考。

输入A[127:  0],输出Y[127:  0],Z[127:  0]。Y[i]表示从0开始的第一个1的位置,
Z[i]表示从0开始的第二个1的位置。Xij表示Aij一个1也没有,Wij表示Aij只有一个1。
Xii=~Ai
Wii= Ai
Xij=Xik & Xk-1j
Wij=Wik & Xk-1j | Xik & Wk-1j
Yi= Ai & Xi-1:0
Zi= Ai & Wi-1:0
下标混乱,不好意思了。
实现的话,类似加法器的前缀树。

谢谢大牛,请看我下面的注释对不对?

大牛真心不敢当。
是这样的,但也只是解决了一半问题。
另一半是从N多种前缀网络里选一种最合适的。
kogge-stone线太多,sklansky扇出太大,brent-kung级数太多。
还有一堆的中间形态。

就是说另外一半问题是如何迭代地算出Wij?
思想是很CLA很像
就是如何算出高位的进位
不过你提到的几种拓扑方法我就不懂了
看了wiki也没看太明白
能不能给简单讲讲具体怎么实现的?
就是说这三种方法各自的思路是什么?

类比加法器的carry tree部分,把Xij类比Pij,把Wij类比Gij,直接替换carry的迭代式
就可以了。
但Wij比Gij逻辑要复杂一点,所以这个电路比相应位数的加法器要慢,考虑到加法器前面
的forward逻辑,后面的MUX,最好的结果也只是有机会和ALU部分速度差不多。
【在 Xaoyao (多帝空魔) 的大作中提到: 】
: 就是说另外一半问题是如何迭代地算出Wij?
: 思想是很CLA很像
: 就是如何算出高位的进位
: ...................

第一张图里面是每一位都计算的,其实我觉得用sparse tree更好一点,现在的工艺条
件,省面积wire的取舍效果更好,经验valency-3可能是最优的(不是特别肯定)。

prefix tree每一层的radix也可以变
比如64位的话,2-3-2-3-2,3-3-3-3可以考虑,128位的话3-3-3-3-2可能比较好?
之所以没考虑用4,我觉得radix-4可能logic effort可能有点高,反而更慢。

这是一道面试题,只要求1个周期做完,没有面积的要求。为什么就没有人想到查找表呢,
1, 128位,8个一组,一共16组,每组对应一个查找表
2, 查找表地址0, 对应于输入0000_0000;查找表地址1,对应于输入0000_0001;。。。
3, 查找表内容包括三个域,第一个域表示,8位输入里面有几个1(大于2个用2表示);第二个域表示,第一个1的位置;第三个域表是,第二个1的位置
比如: 0000_0000  ===>  0,  xxxx,       xxxxxxx
       0000_0001  ===>  1,  0000_0001,  xxxxxxx
       0000_0010  ===>  1,  0000_0010,  xxxxxxx
       0000_0011  ===>  2,  0000_0001,  0000_0010
4, 该查找表用寄存器实现。不用rom/ram的原因是,不用delay一拍得到查找结果。
5, 最后,每组写这么一个case。
如果前面的组没有1,并且本组有2个1,那么本组输出第三个域
如果前面的组只有1个1,并且本组有1,那么本组输出第二个域
其他情况,本组输出0

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