发一本springer2020年出版的新书《Logic Synthesis for FPGA-Based Control Units》

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1 FSM-Based Models of Control Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Background of Control Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Logic Synthesis of Moore FSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Logic Synthesis of Mealy FSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Logic Synthesis of Combined FSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Preliminary Assessment of Hardware Amount in FSM Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Structural Decomposition in FSM Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 General Characteristic of Structural Decomposition . . . . . . . . . . . 2.2 Characteristic of FPGAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Replacement of Logical Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Encoding of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Structural Decomposition for FPGA-Based Moore FSMs . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Twofold State Assignment for Mealy FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 General Idea of the Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Synthesis of Mealy FSM with the Base Structure . . . . . . . . . . . . . 3.3 Synthesis of Mealy FSM with Encoding of Collections of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Investigation of Proposed Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Twofold State Assignment for Moore FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Analysis of Possible Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Synthesis of Moore FSM with the Base Structure . . . . . . . . . . . . .

1 1 5 10 13

4.3 Synthesis of Moore FSM with Encoding of Collections
of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.4 Encoding of the Fields of Compatible Microoperations . . . . . . . . . 111
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5 Combining Twofold State Assignment with Transformation
of Object Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.1 Introduction into Transformation of Object Codes . . . . . . . . . . . . 117
5.2 Synthesis of Mealy FSMs with Transformation
of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.3 Synthesis of Mealy FSMs with Transformation
of State Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.4 Synthesis of Moore FSMs with Transformation
of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6 Combining Twofold State Assignment with Replacement
of Logical Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.1 Analysis of Possible Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.2 Synthesis of Basic Model of Mealy FSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.3 Synthesis of Basic Model of Moore FSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
6.4 Synthesis Based on Transformation of GSA . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7 Mixed Encoding of Microoperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.1 Mixed Encoding for Mealy FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.2 Mixed Encoding for Moore FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
7.3 Synthesis of FPGA-based Combined FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7.4 Mixed Encoding for Combined FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.5 Mixed Encoding for LUT-based FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
8 Synthesis of Mealy FSMs with Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.1 Using Counters in Control Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.2 Using Counters in Mealy FSMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
8.3 Structural Decomposition for Counter-Based Mealy FSMs . . . . . . 226
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

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