Compositional microprogram control unit with code sharing and control microinstructions

Abstract

W artykule przedstawiona została metoda syntezy umożliwiająca zmniejszenie liczby tablic LUT potrzebnych do realizacji układu mikroprogramowanego z współdzieleniem kodów. Metoda jest przeznaczona dla układów FPGA z osadzonymi blokami pamięci. Część kombinacyjna układu mikroprogramowanego jest realizowana z użyciem tablic LUT, natomiast pamięć sterująca z użyciem osadzonych bloków pamięci. Redukcję liczby tablic LUT osiągnięto dzięki wykorzystaniu klas łańcuchów pseudorównoważnych. W artykule przedstawiono przykład zastosowania proponowanej metody oraz rezultaty eksperymentów.The paper presents new research results of synthesis of Composi-tional Microprogram Control Unit (CMCU) with Codes Sharing. The method allows reduction of look-up table elements in the combina-tional part of the control unit. The method assumes application of field-programmable gate arrays for implementation of the combinational part, whereas embedded-memory blocks are used for implementation of its control memory. Programmable logic devices are nowadays widely used for implementation of Control Units (CU) [16, 18]. The problem of the CU optimisation is still actual in computer science and it solution permits to decrease the cost of the system [17]. The proposed method is oriented on reduction of hardware amount of CMCU addressing circuit by placing codes of classes of pseudoequivalent states in the control memory. These classes are formed by division of the set of Operational Linear Chains (OLC) into partitions which correspond to pseudoequivalent states of Moore FSM [4]. The research results show that application of the method to tested control algorithms gives on average 50% decrease in hardware amount when compared to CMCU based structure (Tab. 2). The results were obtained using Xilinx ISE. The models of control units were generated by the authors' software using the control algorithms from [15]