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Utilizando una estructura de doble núcleo para reducir el recuento de LUT en MEF de Mealy basado en FPGA

Autores: Barkalov, Alexander; Titarenko, Larysa; Krzywicki, Kazimierz

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Utilizando una estructura de doble núcleo para reducir el recuento de LUT en MEF de Mealy basado en FPGA


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Método propuesto
Elementos LUT
Máquinas de estados finitos Mealy
Asignación de estados
Núcleo de LUTs
Códigos de estado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se propone un método que tiene como objetivo reducir el número de elementos de tabla de búsqueda (LUT) en los circuitos lógicos de máquinas de estado finito (FSMs) de Mealy. Se discuten las FSMs con asignación de estado doble. La reducción se logra mediante el uso de dos núcleos de LUTs para generar funciones booleanas parciales. Un núcleo se basa en códigos de estado binarios máximos. El segundo núcleo utiliza códigos de estado extendidos. Este enfoque permite reducir el número de LUTs en el bloque de transformación de códigos de estado. El enfoque propuesto conduce a circuitos de FSM de Mealy basados en LUTs que tienen tres niveles de bloques lógicos. Cada función parcial para cualquier núcleo está representada por un circuito de un solo LUT. Se propone un método formal para la redistribución de estados entre estos núcleos. Se muestra un ejemplo de síntesis para explicar las peculiaridades del método propuesto. Se presenta un ejemplo de redistribución de estados. Los resultados de los experimentos realizados con benchmarks estándar muestran que el enfoque de doble núcleo produce circuitos de FSM basados en LUT con mejores características área-temporales que los circuitos producidos por otros métodos investigados (Auto y One-hot de Vivado, JEDI y asignación de estado doble). Tanto los recuentos de LUT como las frecuencias máximas de operación mejoran. La mejora en los recuentos de LUT varía del 5.74% al 36.92%, y la mejora en la frecuencia varía del 5.42% al 12.4%. Estas mejoras están relacionadas con un crecimiento muy pequeño del consumo de energía (menos del 1%). Las ventajas del enfoque propuesto aumentan a medida que aumenta el número de entradas y estados de FSM.

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