Posuvník hlavně - Barrel shifter
tento článek potřebuje další citace pro ověření.Listopad 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
A řadicí páka je digitální obvod to může posun A datové slovo o zadaný počet bity bez použití jakéhokoli sekvenční logika, pouze čisté kombinační logika. Jedním ze způsobů, jak to implementovat, je posloupnost multiplexery kde je výstup jednoho multiplexeru spojen se vstupem dalšího multiplexeru způsobem, který závisí na vzdálenosti posunu. Posuvník hlavně se v moderních mikroprocesorech často používá k posunu a otáčení n-bitů[Citace je zapotřebí ] obvykle do jednoho hodinový cyklus.
Vezměte si například čtyřbitovou řadicí páku se vstupy A, B, C a D. Řadicí jednotka může cyklovat pořadí bitů abeceda tak jako DABC, CDABnebo BCDA; v tomto případě nejsou ztraceny žádné bity. To znamená, že může posunout všechny výstupy až o tři polohy doprava (a vytvořit tak libovolnou cyklickou kombinaci A, B, C a D). Posuvník hlavně má řadu aplikací, včetně toho, že je užitečnou součástí mikroprocesory (vedle ALU ).
Implementace
Barrel shifter je často implementován jako kaskáda paralelních 2 × 1 multiplexerů. U 8bitového řadiče barelů se používají dva mezilehlé signály, které se posunují o čtyři a dva bity nebo předávají stejná data na základě hodnoty S [2] a S [1]. Tento signál je poté posunut jiným multiplexorem, který je řízen S [0]:
int1 = IN, pokud S [2] == 0 = IN << 4, pokud S [2] == 1 int2 = int1, pokud S [1] == 0 = int1 << 2, pokud S [1] = = 1 OUT = int2, pokud S [0] == 0 = int2 << 1, pokud S [0] == 1
Větší řadicí páky mají další stupně.
Náklady
Počet multiplexerů požadovaných pro n-bit slovo je .[1] Pět společných velikosti slov a počet potřebných multiplexerů je uveden níže:
- 128bitový -
- 64bitový -
- 32-bit -
- 16-bit -
- 8bitový -
Náklady na kritickou cestu v FO4 (odhad, bez zpoždění drátu):
- 32bitové: od 18 FO4 do 14 FO4[2]
Použití
Běžné použití řadicí páky je v hardwarové implementaci aritmetika s plovoucí desetinnou čárkou. Pro operaci s plovoucí desetinnou čárkou přidejte nebo odečtěte operaci významy ze dvou čísel musí být zarovnáno, což vyžaduje posunutí menšího čísla doprava a jeho zvětšení exponent, dokud neodpovídá exponentu většího čísla. To se provádí odečtením exponentů a použitím posunu hlavně k posunutí menšího počtu doprava o rozdíl v jednom cyklu. Pokud by bylo použito jednoduché řazení, řazení o n bitové pozice by vyžadovaly n hodinové cykly.[Citace je zapotřebí ]
Viz také
Reference
- ^ Kroening, Daniel; Strichman, Ofer (2008). Rozhodovací postupy. Springer. str. 159. ISBN 978-3-540-74104-6.
- ^ Wang, David T. (2002-08-15). „Přehodnocení metriky FO4“. Citováno 2016-05-19.
externí odkazy
- Posuv hlavně (8 bitů), Univerzita v Hamburku
- Implementace řadicích hlav s použitím multiplikátorů (Paul Gigliotti, 2004-08-17)
Další čtení
- Kroening, Daniel; Strichman, Ofer (2008). Rozhodovací postupy. Springer. ISBN 978-3-540-74104-6.
Tento článek je založen na materiálu převzatém z Zdarma online slovník výpočetní techniky před 1. listopadem 2008 a začleněno pod "licencování" podmínek GFDL, verze 1.3 nebo novější.