Zmniejszenie zasobów sprzętowych w układach CPLD przy użyciu automatów Moorea

W artykule została przedstawiona metoda zmniejszenia wymaganych zasobów sprzętowych do implementacji skończonych automatów stanów z wyjściami typu Moore'a w matrycowym układzie programowalnym typu PAL. Cechą automatów Moore'a jest regularny charakter mikrooperacji, które daje się implementować z użyciem wbudowanych bloków pamięci. Metoda oparta jest na zastosowaniu transformacji kodów pseudorównoważnych stanów. Zaproponowane podejście pozwala zmniejszyć ilość wymaganego zużycia sprzętowego bez zmniejszenia wydajności systemów cyfrowych. Przedstawiona zostanie również analiza zaproponowanego rozwiązania oraz wyniki eksperymentu.

A method of decrease in the number of programmable array logic (PAL) macrocells in logic circuit of Moore finite-state-machine (FSM) is proposed. This method is based on use of free outputs of embedded memory blocks to represent the code of the class of pseudoequivalent states. The proposed approach allows minimising the hardware without decreasing the digital system performance. An example of application of the proposed method is given. The control unit of any digital system can be implemented as the Moore FSM. Recent achievements in semiconductor technology have resulted in development of such sophisticated VLSI chips as field-programmable logic arrays (FPGA) and complex programmable logic devices (CPLD). Very often CPLD are used to implement complex controllers. In CPLD, logic functions are implemented using programmable array logic macrocells. One of the issues of the day is decrease in the number of PAL macrocells required for implementation of FSM logic circuit. A proper state assignment can be used to solve this problem. The peculiarities of Moore FSM are existence of pseudoequivalent states and dependence of microoperations only on FSM internal states. The peculiarity of CPLD is a wide fan-in of PAL macrocell. It permits to use different sources for representation of a current state code.