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 3-input {\bf L}ook {\bf U}p {\bf T}able.  The
  22 least significant eight bits of the {\tt inLut} value form a truth
  23 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 The ship-specific constants refer to commonly-used truth tables for
  38 {\it two-input} functions; these constant truth tables are invariant
  39 under input {\tt in3}.
  40
  41 == Fleeterpreter ====================================================
  42   public void service() {
  43       if (box_in1.dataReadyForShip() &&
  44           box_in2.dataReadyForShip() &&
  45           box_in3.dataReadyForShip() &&
  46           box_inLut.dataReadyForShip()) {
  47           long a      = box_in1.removeDataForShip();
  48           long b      = box_in2.removeDataForShip();
  49           long c      = box_in3.removeDataForShip();
  50           long lut    = box_inLut.removeDataForShip();
  51           long ret = 0;
  52           ret |= ((lut & (1<<0))==0) ? 0 : (~a) & (~b) & (~c);
  53           ret |= ((lut & (1<<1))==0) ? 0 : ( a) & (~b) & (~c);
  54           ret |= ((lut & (1<<2))==0) ? 0 : (~a) & ( b) & (~c);
  55           ret |= ((lut & (1<<3))==0) ? 0 : ( a) & ( b) & (~c);
  56           ret |= ((lut & (1<<4))==0) ? 0 : (~a) & (~b) & ( c);
  57           ret |= ((lut & (1<<5))==0) ? 0 : ( a) & (~b) & ( c);
  58           ret |= ((lut & (1<<6))==0) ? 0 : (~a) & ( b) & ( c);
  59           ret |= ((lut & (1<<7))==0) ? 0 : ( a) & ( b) & ( c);
  60           box_out.addDataFromShip(ret);
  61       }
  62   }
  63
  64 == FleetSim ==============================================================
  65 == FPGA ==============================================================
  66
  67   reg                    have_in1;
  68   reg [(`DATAWIDTH-1):0] reg_in1;
  69   reg                    have_in2;
  70   reg [(`DATAWIDTH-1):0] reg_in2;
  71   reg                    have_in3;
  72   reg [(`DATAWIDTH-1):0] reg_in3;
  73   reg                    have_inLut;
  74   reg [(`DATAWIDTH-1):0] reg_inLut;
  75
  76   wire [(`DATAWIDTH-1):0] out;
  77   genvar i;
  78   generate
  79     for(i=0; i<`DATAWIDTH; i=i+1) begin : OUT
  80       assign out[i] = inLut_d[{in3_d[i], in2_d[i], in1_d[i]}];
  81     end
  82   endgenerate
  83
  84   always @(posedge clk) begin
  85     if (!have_in1) begin
  86       `onread(in1_r, in1_a) have_in1 = 1; reg_in1 = in1_d; end
  87       end
  88     if (!have_in2) begin
  89       `onread(in2_r, in2_a) have_in2 = 1; reg_in2 = in2_d; end
  90       end
  91     if (!have_in3) begin
  92       `onread(in3_r, in3_a) have_in3 = 1; reg_in3 = in3_d; end
  93       end
  94     if (!have_inLut) begin
  95       `onread(inLut_r, inLut_a) have_inLut = 1; reg_inLut = inLut_d; end
  96       end
  97
  98     if (have_in1 && have_in2 && have_in3 && have_inLut) begin
  99       out_d = out;
 100       `onwrite(out_r, out_a)
 101         have_in1  = 0;
 102         have_in2  = 0;
 103         have_in3  = 0;
 104         have_inLut = 0;
 105       end
 106     end
 107   end
 108
 109
 110 == Test =================================================================
 111 #expect  0
 112 #expect  -128
 113 #expect  64
 114 #expect  -64
 115 #expect  32
 116 #expect  -96
 117 #expect  96
 118 #expect  -32
 119 #expect  16
 120 #expect  -112
 121 #expect  80
 122 #expect  -48
 123 #expect  48
 124 #expect  -80
 125 #expect  112
 126 #expect  -16
 127 #expect  8
 128 #expect  -120
 129 #expect  72
 130 #expect  -56
 131 #expect  40
 132 #expect  -88
 133 #expect  104
 134 #expect  -24
 135 #expect  24
 136 #expect  -104
 137 #expect  88
 138 #expect  -40
 139 #expect  56
 140 #expect  -72
 141 #expect  120
 142 #expect  -8
 143 #expect  4
 144 #expect  -124
 145 #expect  68
 146 #expect  -60
 147 #expect  36
 148 #expect  -92
 149 #expect  100
 150 #expect  -28
 151 #expect  20
 152 #expect  -108
 153 #expect  84
 154 #expect  -44
 155 #expect  52
 156 #expect  -76
 157 #expect  116
 158 #expect  -12
 159 #expect  12
 160 #expect  -116
 161 #expect  76
 162 #expect  -52
 163 #expect  44
 164 #expect  -84
 165 #expect  108
 166 #expect  -20
 167 #expect  28
 168 #expect  -100
 169 #expect  92
 170 #expect  -36
 171 #expect  60
 172 #expect  -68
 173 #expect  124
 174 #expect  -4
 175 #expect  2
 176 #expect  -126
 177 #expect  66
 178 #expect  -62
 179 #expect  34
 180 #expect  -94
 181 #expect  98
 182 #expect  -30
 183 #expect  18
 184 #expect  -110
 185 #expect  82
 186 #expect  -46
 187 #expect  50
 188 #expect  -78
 189 #expect  114
 190 #expect  -14
 191 #expect  10
 192 #expect  -118
 193 #expect  74
 194 #expect  -54
 195 #expect  42
 196 #expect  -86
 197 #expect  106
 198 #expect  -22
 199 #expect  26
 200 #expect  -102
 201 #expect  90
 202 #expect  -38
 203 #expect  58
 204 #expect  -70
 205 #expect  122
 206 #expect  -6
 207 #expect  6
 208 #expect  -122
 209 #expect  70
 210 #expect  -58
 211 #expect  38
 212 #expect  -90
 213 #expect  102
 214 #expect  -26
 215 #expect  22
 216 #expect  -106
 217 #expect  86
 218 #expect  -42
 219 #expect  54
 220 #expect  -74
 221 #expect  118
 222 #expect  -10
 223 #expect  14
 224 #expect  -114
 225 #expect  78
 226 #expect  -50
 227 #expect  46
 228 #expect  -82
 229 #expect  110
 230 #expect  -18
 231 #expect  30
 232 #expect  -98
 233 #expect  94
 234 #expect  -34
 235 #expect  62
 236 #expect  -66
 237 #expect  126
 238 #expect  -2
 239 #expect  1
 240 #expect  -127
 241 #expect  65
 242 #expect  -63
 243 #expect  33
 244 #expect  -95
 245 #expect  97
 246 #expect  -31
 247 #expect  17
 248 #expect  -111
 249 #expect  81
 250 #expect  -47
 251 #expect  49
 252 #expect  -79
 253 #expect  113
 254 #expect  -15
 255 #expect  9
 256 #expect  -119
 257 #expect  73
 258 #expect  -55
 259 #expect  41
 260 #expect  -87
 261 #expect  105
 262 #expect  -23
 263 #expect  25
 264 #expect  -103
 265 #expect  89
 266 #expect  -39
 267 #expect  57
 268 #expect  -71
 269 #expect  121
 270 #expect  -7
 271 #expect  5
 272 #expect  -123
 273 #expect  69
 274 #expect  -59
 275 #expect  37
 276 #expect  -91
 277 #expect  101
 278 #expect  -27
 279 #expect  21
 280 #expect  -107
 281 #expect  85
 282 #expect  -43
 283 #expect  53
 284 #expect  -75
 285 #expect  117
 286 #expect  -11
 287 #expect  13
 288 #expect  -115
 289 #expect  77
 290 #expect  -51
 291 #expect  45
 292 #expect  -83
 293 #expect  109
 294 #expect  -19
 295 #expect  29
 296 #expect  -99
 297 #expect  93
 298 #expect  -35
 299 #expect  61
 300 #expect  -67
 301 #expect  125
 302 #expect  -3
 303 #expect  3
 304 #expect  -125
 305 #expect  67
 306 #expect  -61
 307 #expect  35
 308 #expect  -93
 309 #expect  99
 310 #expect  -29
 311 #expect  19
 312 #expect  -109
 313 #expect  83
 314 #expect  -45
 315 #expect  51
 316 #expect  -77
 317 #expect  115
 318 #expect  -13
 319 #expect  11
 320 #expect  -117
 321 #expect  75
 322 #expect  -53
 323 #expect  43
 324 #expect  -85
 325 #expect  107
 326 #expect  -21
 327 #expect  27
 328 #expect  -101
 329 #expect  91
 330 #expect  -37
 331 #expect  59
 332 #expect  -69
 333 #expect  123
 334 #expect  -5
 335 #expect  7
 336 #expect  -121
 337 #expect  71
 338 #expect  -57
 339 #expect  39
 340 #expect  -89
 341 #expect  103
 342 #expect  -25
 343 #expect  23
 344 #expect  -105
 345 #expect  87
 346 #expect  -41
 347 #expect  55
 348 #expect  -73
 349 #expect  119
 350 #expect  -9
 351 #expect  15
 352 #expect  -113
 353 #expect  79
 354 #expect  -49
 355 #expect  47
 356 #expect  -81
 357 #expect  111
 358 #expect  -17
 359 #expect  31
 360 #expect  -97
 361 #expect  95
 362 #expect  -33
 363 #expect  63
 364 #expect  -65
 365 #expect  127
 366 #expect  -1
 367
 368 #ship debug        : Debug
 369 #ship lut          : Lut3
 370 #ship alu          : Alu1
 371
 372 // constant inputs
 373 85:          sendto lut.in1;
 374 51:          sendto lut.in2;
 375 15:          sendto lut.in3;
 376
 377 lut.in1:   take; [*] deliver;
 378 lut.in2:   take; [*] deliver;
 379 lut.in3:   take; [*] deliver;
 380 lut.inLut: [*] take, deliver;
 381 lut.out:   [*] take, sendto debug.in;
 382
 383 // cycle through truth tables using alu as INC
 384 1: sendto alu.inOp;
 385 alu.inOp:
 386    take;
 387    [120] deliver;
 388    [120] deliver;
 389    [15] deliver;
 390 alu.in: [*] take, deliver;
 391 0: sendto alu.in;
 392 alu.out:
 393   [*]  nop;
 394   (*) wait, take, sendto lut.inLut;
 395   (*) sendto alu.in;
 396   kill;
 397
 398 // acks from debug ship trigger new truth tables
 399 debug.in:   [*] take, deliver, notify alu.out;
 400
 401 // kickoff
 402 0:           sendto lut.inLut;
 403
 404
 405
 406
 407 == Contributors =========================================================
 408 Adam Megacz <megacz@cs.berkeley.edu>