ships/Lut3.ship

   1 ship: Lut3
   2
   3 == Ports ===========================================================
   4 data  in:   in1
   5 data  in:   in2
   6 data  in:   in3
   7 data  in:   inLut
   8
   9 data  out:  out
  10
  11 == Constants ========================================================
  12
  13 AND
  14 OR
  15 XOR
  16 NAND
  17 NOR
  18
  19 == TeX ==============================================================
  20
  21 This ship implements a bitwise 3-input {\bf L}ook {\bf U}p {\bf
  22 T}able.  The least significant eight bits of the {\tt inLut} value
  23 form a truth table with three inputs and one output.
  24
  25 When values are available at all four inputs they are consumed and a
  26 value is produced at {\tt out}.  Each bit of {\tt out} is produced by
  27 looking up the corresponding bits of {\tt in1}, {\tt in2}, and {\tt
  28 in3} in the {\tt inLut} truth table.
  29
  30 In particular, the bits {\tt in1}, {\tt in2}, {\tt in3} are
  31 concatenated to form a three-bit number, with {\tt in3} as the {\it
  32 most significant} bit and {\tt in1} as the {\it least significant
  33 bit}.  This three-bit number, ranging from 0 to 7 (decimal), is used
  34 as a bit index into {\tt inLut}'s value (whose least significant bit
  35 is considered ``bit zero'').
  36
  37
  38 == Fleeterpreter ====================================================
  39   public void service() {
  40       if (box_in1.dataReadyForShip() &&
  41           box_in2.dataReadyForShip() &&
  42           box_in3.dataReadyForShip() &&
  43           box_inLut.dataReadyForShip() &&
  44           box_out.readyForDataFromShip()) {
  45           long a      = box_in1.removeDataForShip();
  46           long b      = box_in2.removeDataForShip();
  47           long c      = box_in3.removeDataForShip();
  48           long lut    = box_inLut.removeDataForShip();
  49           long ret = 0;
  50           ret |= ((lut & (1<<0))==0) ? 0 : (~a) & (~b) & (~c);
  51           ret |= ((lut & (1<<1))==0) ? 0 : ( a) & (~b) & (~c);
  52           ret |= ((lut & (1<<2))==0) ? 0 : (~a) & ( b) & (~c);
  53           ret |= ((lut & (1<<3))==0) ? 0 : ( a) & ( b) & (~c);
  54           ret |= ((lut & (1<<4))==0) ? 0 : (~a) & (~b) & ( c);
  55           ret |= ((lut & (1<<5))==0) ? 0 : ( a) & (~b) & ( c);
  56           ret |= ((lut & (1<<6))==0) ? 0 : (~a) & ( b) & ( c);
  57           ret |= ((lut & (1<<7))==0) ? 0 : ( a) & ( b) & ( c);
  58           box_out.addDataFromShip(ret);
  59       }
  60   }
  61
  62 == FleetSim ==============================================================
  63 == FPGA ==============================================================
  64
  65   wire [7:0]              lut;
  66
  67   genvar i;
  68   generate
  69     for(i=0; i<`WORDWIDTH; i=i+1) begin : OUT
  70       assign out_d_[i] = lut[{in3_d[i], in2_d[i], in1_d[i]}];
  71     end
  72   endgenerate
  73
  74   assign lut = inLut_d[7:0];
  75
  76   always @(posedge clk) begin
  77     if (!rst) begin
  78       `reset
  79     end else begin
  80       `flush
  81       `cleanup
  82       if (`out_draining) begin
  83          `drain_in1
  84          `drain_in2
  85          `drain_in3
  86          `drain_inLut
  87       end
  88       if (`in1_full && `in2_full && `in3_full && `inLut_full && `out_empty) begin
  89          `fill_out
  90       end
  91     end
  92   end
  93
  94
  95 == Test =================================================================
  96 #expect  0
  97 #expect  -128
  98 #expect  64
  99 #expect  -64
 100 #expect  32
 101 #expect  -96
 102 #expect  96
 103 #expect  -32
 104 #expect  16
 105 #expect  -112
 106 #expect  80
 107 #expect  -48
 108 #expect  48
 109 #expect  -80
 110 #expect  112
 111 #expect  -16
 112 #expect  8
 113 #expect  -120
 114 #expect  72
 115 #expect  -56
 116 #expect  40
 117 #expect  -88
 118 #expect  104
 119 #expect  -24
 120 #expect  24
 121 #expect  -104
 122 #expect  88
 123 #expect  -40
 124 #expect  56
 125 #expect  -72
 126 #expect  120
 127 #expect  -8
 128 #expect  4
 129 #expect  -124
 130 #expect  68
 131 #expect  -60
 132 #expect  36
 133 #expect  -92
 134 #expect  100
 135 #expect  -28
 136 #expect  20
 137 #expect  -108
 138 #expect  84
 139 #expect  -44
 140 #expect  52
 141 #expect  -76
 142 #expect  116
 143 #expect  -12
 144 #expect  12
 145 #expect  -116
 146 #expect  76
 147 #expect  -52
 148 #expect  44
 149 #expect  -84
 150 #expect  108
 151 #expect  -20
 152 #expect  28
 153 #expect  -100
 154 #expect  92
 155 #expect  -36
 156 #expect  60
 157 #expect  -68
 158 #expect  124
 159 #expect  -4
 160 #expect  2
 161 #expect  -126
 162 #expect  66
 163 #expect  -62
 164 #expect  34
 165 #expect  -94
 166 #expect  98
 167 #expect  -30
 168 #expect  18
 169 #expect  -110
 170 #expect  82
 171 #expect  -46
 172 #expect  50
 173 #expect  -78
 174 #expect  114
 175 #expect  -14
 176 #expect  10
 177 #expect  -118
 178 #expect  74
 179 #expect  -54
 180 #expect  42
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 192 #expect  6
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 200 #expect  22
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 208 #expect  14
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 210 #expect  78
 211 #expect  -50
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 216 #expect  30
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 220 #expect  62
 221 #expect  -66
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 223 #expect  -2
 224 #expect  1
 225 #expect  -127
 226 #expect  65
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 228 #expect  33
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 240 #expect  9
 241 #expect  -119
 242 #expect  73
 243 #expect  -55
 244 #expect  41
 245 #expect  -87
 246 #expect  105
 247 #expect  -23
 248 #expect  25
 249 #expect  -103
 250 #expect  89
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 253 #expect  -71
 254 #expect  121
 255 #expect  -7
 256 #expect  5
 257 #expect  -123
 258 #expect  69
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 260 #expect  37
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 262 #expect  101
 263 #expect  -27
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 265 #expect  -107
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 267 #expect  -43
 268 #expect  53
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 273 #expect  -115
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 284 #expect  61
 285 #expect  -67
 286 #expect  125
 287 #expect  -3
 288 #expect  3
 289 #expect  -125
 290 #expect  67
 291 #expect  -61
 292 #expect  35
 293 #expect  -93
 294 #expect  99
 295 #expect  -29
 296 #expect  19
 297 #expect  -109
 298 #expect  83
 299 #expect  -45
 300 #expect  51
 301 #expect  -77
 302 #expect  115
 303 #expect  -13
 304 #expect  11
 305 #expect  -117
 306 #expect  75
 307 #expect  -53
 308 #expect  43
 309 #expect  -85
 310 #expect  107
 311 #expect  -21
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 313 #expect  -101
 314 #expect  91
 315 #expect  -37
 316 #expect  59
 317 #expect  -69
 318 #expect  123
 319 #expect  -5
 320 #expect  7
 321 #expect  -121
 322 #expect  71
 323 #expect  -57
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 328 #expect  23
 329 #expect  -105
 330 #expect  87
 331 #expect  -41
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 333 #expect  -73
 334 #expect  119
 335 #expect  -9
 336 #expect  15
 337 #expect  -113
 338 #expect  79
 339 #expect  -49
 340 #expect  47
 341 #expect  -81
 342 #expect  111
 343 #expect  -17
 344 #expect  31
 345 #expect  -97
 346 #expect  95
 347 #expect  -33
 348 #expect  63
 349 #expect  -65
 350 #expect  127
 351 #expect  -1
 352
 353 #ship debug        : Debug
 354 #ship lut          : Lut3
 355 #ship alu          : Alu
 356
 357 lut.in1:   set word= 85; set ilc=*;  deliver;
 358 lut.in2:   set word= 51; set ilc=*;  deliver;
 359 lut.in3:   set word= 15; set ilc=*;  deliver;
 360 lut.out:   set ilc=*;  collect, send to debug.in;
 361
 362 // cycle through truth tables using alu as INC
 363 alu.in2:
 364    set word= 1;
 365    set ilc=*;  deliver;
 366 alu.inOp:
 367    set word= Alu.inOp[ADD];
 368    set ilc=*;  deliver;
 369 alu.in1:
 370    set word= 0;
 371    deliver;
 372    set ilc=*;  recv, deliver;
 373 alu.out:
 374   set olc=2;
 375   [Rq] recv token, collect, send to lut.inLut;
 376   [Rq] send to alu.in1;
 377   tail;
 378
 379 lut.inLut:
 380   set word= 0;
 381   deliver;
 382   set ilc=*;  recv, deliver;
 383
 384 // acks from debug ship trigger new truth tables
 385 debug.in:
 386   set ilc=63;
 387   recv, deliver, send token to alu.out;
 388   set ilc=63;
 389   recv, deliver, send token to alu.out;
 390   set ilc=63;
 391   recv, deliver, send token to alu.out;
 392   set ilc=63;
 393   recv, deliver, send token to alu.out;
 394   set ilc=4;
 395   recv, deliver, send token to alu.out;
 396
 397
 398
 399 == Contributors =========================================================
 400 Adam Megacz <megacz@cs.berkeley.edu>