Subversion Repositories raytrac

 
-- RAYTRAC
--! @file cla_logic_block.vhd
--! @author Julian Andres Guarin
--! @brief Bloque de lógica Carry Look Ahead. 
-- cla_logic_block.vhd
-- This file is part of raytrac.
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--     along with raytrac.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.library ieee;
 
-- Check out arithpack.vhd to understand in general terms what this file describes,
-- or checkout this file to check in detailed way what this file intends to.
--! Libreria de definicion de senales y tipos estandares, comportamiento de operadores aritmeticos y logicos.\n Signal and types definition library. This library also defines 
library ieee;
--! Paquete de definicion estandard de logica. Standard logic definition pack.
use ieee.std_logic_1164.all;
 
--! Entidad generadora de un bloque de c&acute;lculo de carry, carry look ahead.
 
--! En una suma A+B para cada par de bits Ai, Bi, se genera un carry out Couti, este Couti en un bloque generador de carry Carry Look Ahead, no depende del c&acute;lculo de los Carry Out anteriores, Couti-1, Couti-2,...., Cout0. Lo que hace el Carry Look Ahead Logic Block, es calcular en paralelo los valores de toso los Couti, usando las se&ntilde;ales de propagaci&oacute;n y generaci&oacute;n, Pi y Gi, y atrav&eacute;s de una formula "recurrente". Comparado con el Ripple Carry Adder el Carry Look Ahead Adder, emplear&acute; la mitad del tiempo, pero para lograrlo usar&acute; muchas elementos l&oacute;gicos en una FPGA o mas transistores en un procesos de fabricaci&oacute;n CMOS. En s&iacute;ntesis se sacrifica un mayor uso de recursos para lograr mayor desempe&ntilde;o.
 
entity cla_logic_block is
	generic (
		width : integer := 4							--! Tama&ntilde;o por defecto de un bloque Carry Look Ahead.  
	);
 
	port (
		p,g : in std_logic_vector(width-1 downto 0);	--! Se&ntilde;ales de Propagaci&oacute;n y Generaci&oacute;n. 
		cin : in std_logic;							--! Se&ntilde;al de Carry de entrada. 
 
		c : out std_logic_vector(width downto 1)		--! Carry Out.
	);
end cla_logic_block;
 
 
--! Arquitectura del bloque Carry Look Ahead.
 
--! El bloque de l&oacute;gica de Carry Look Ahead, se sintetiza a partir de un c&oacute;digo comportamental.
--! Para cada Couti, se instancia una funci&oacute;n combinatoria. La complejidad de las funciones combinatorias crece con el n&uacute;mero de Couti a calcular.
--! La siguiente tabla describe el funcionamiento de este circuito.    
 
architecture cla_logic_block_arch of cla_logic_block is
 
begin
	--! El siguiente proceso instancia funciones combinatorias para CADA UNO de los valores de Couti a calcular. En ningun momemnto se utiliza el resultado de los Cout antrerioes a Couti, agilizando el c&acute;lculo de las funciones. 
 
	--! La raz&oacute;n principal para realizar la instanciaci&oacute;n de las funciones combinatorias necesarias con un process en vez de un generate, r&acute;dica en utilizar un conjunto de variables que afecte unicamente al proceso comportamental descrito y no a la arquitectura entera. 
	claProc:	-- claProc instancia funciones combinatorias en las variables iCarry,
				-- pero notese que los valores de iCarry(i) no dependen jamas de iCarry(i-1) a diferencia de rcaProc.
	process(p,g,cin)
 
		variable i,j,k :	integer range 0 to width;				-- Variables de control de loop
		variable iCarry:	std_logic_vector(width downto 1);			-- Carry Interno
		variable iResults:	std_logic_vector(((width+width**2)/2)-1 downto 0);	-- Resultados intermedios			
		variable index:		integer;
	begin
 
		iCarry(width downto 1) := g(width-1 downto 0);
		index := 0; 
		for j in 0 to width-1 loop
			for i in 1 to j+1 loop
				iResults(index) := '1'; 
				for k in j-i+1 to j loop
					iResults(index) := iResults(index) and p(k);
				end loop;
				if j>=i then
					iResults(index) := iResults(index) and g(j-i);
				else
					iResults(index) := iResults(index) and cin;
				end if;
				iCarry(j+1) := iCarry(j+1) or iResults(index);
				index := index + 1;
			end loop;  	  		 			
 
			c(j+1) <= iCarry(j+1);	
 
		end loop;
 
 
 
	end process claProc;
 
 
 
end cla_logic_block_arch;