原创 从Technology Map Viewer看4输入LUT

从Technology Map Viewer看4输入LUT<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

EX1:

///////////////////////////////////////////////////////////

input clk;                    //时钟

input a,b,c,d;              //四输入

output reg dout;  //输出

always @ (posedge clk)

       dout <= a & b & c & d;      //四输入与

///////////////////////////////////////////////////////////

       上面的代码只是实现一个很简单的四输入与的功能。每个时钟锁存一次与操作的结果作为输出。从Quartus II的Technology Map Viewer里可以看出这个设计使用了一个四输入的LUT和一个触发器。如下图：

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

EX2:

///////////////////////////////////////////////////////////

input clk;                    //时钟

input a,b,c,d,e;    //五输入

output reg dout;  //输出

always @ (posedge clk)

       dout <= a & b & c & d & e;      //五输入与

///////////////////////////////////////////////////////////

       那么由现在这个五输入与的代码，我们综合后会是怎样一个资源消耗呢？看看Technology Map Viewer就知道了：

       两个4输入LUT和一个触发器，我想看到这，大家就应该明白FPGA的4输入查找表结构了。那么大家可能会疑惑，输入b和c共用的那个4输入LUT好像还没有用完，还有两个输入闲置着呢，是否还可以再利用起来呢？我们再用一个例程看看这个问题的答案：

EX3:

///////////////////////////////////////////////////////////

input clk;                    //时钟

input a,b,c,d,e;    //五输入

input f,g;

output reg dout;  //五输入与输出

output reg fout;   //二输入或输出

always @ (posedge clk) begin

       dout <= a & b & c & d & e;      //五输入与

       fout <= f | g; //二输入或

end

///////////////////////////////////////////////////////////

       EX3和EX2相比增加了一个二输入或的逻辑，那么系统会不会把这个二输入所需要的LUT和前面没有用完的LUT复用呢？看Technology Map Viewer：

       很显然，除了多一个LUT外，还多了一个触发器。在一个组合逻辑（例如：dout <= a & b & c & d & e;）里没有用完的LUT是无法被其它逻辑复用的。

       这又让人想起了那个老话题：如何最大限度的发挥FPGA的可用资源。在这里绝对没有误导大家的意思（大多时候没有必要也不可能为了完全用尽4输入LUT的资源而修改我们的设计），只是纯粹的讨论这个有趣的话题。