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   reg          out_draining;
  66   wire [7:0]              lut;
  67
  68   genvar i;
  69   generate
  70     for(i=0; i<`WORDWIDTH; i=i+1) begin : OUT
  71       assign out_d_[i] = lut[{in3_d[i], in2_d[i], in1_d[i]}];
  72     end
  73   endgenerate
  74
  75   assign lut = inLut_d[7:0];
  76
  77   always @(posedge clk) begin
  78     if (rst) begin
  79       `reset
  80       out_draining <= 0;
  81     end else begin
  82       `cleanup
  83       if (out_draining && `out_empty) begin
  84          `drain_in1
  85          `drain_in2
  86          `drain_in3
  87          `drain_inLut
  88          out_draining <= 0;
  89       end
  90       if (!out_draining && `in1_full && `in2_full && `in3_full && `inLut_full && `out_empty) begin
  91          `fill_out
  92          out_draining <= 1;
  93       end
  94     end
  95   end
  96
  97
  98 == Test =================================================================
  99 #expect  0
 100 #expect  -128
 101 #expect  64
 102 #expect  -64
 103 #expect  32
 104 #expect  -96
 105 #expect  96
 106 #expect  -32
 107 #expect  16
 108 #expect  -112
 109 #expect  80
 110 #expect  -48
 111 #expect  48
 112 #expect  -80
 113 #expect  112
 114 #expect  -16
 115 #expect  8
 116 #expect  -120
 117 #expect  72
 118 #expect  -56
 119 #expect  40
 120 #expect  -88
 121 #expect  104
 122 #expect  -24
 123 #expect  24
 124 #expect  -104
 125 #expect  88
 126 #expect  -40
 127 #expect  56
 128 #expect  -72
 129 #expect  120
 130 #expect  -8
 131 #expect  4
 132 #expect  -124
 133 #expect  68
 134 #expect  -60
 135 #expect  36
 136 #expect  -92
 137 #expect  100
 138 #expect  -28
 139 #expect  20
 140 #expect  -108
 141 #expect  84
 142 #expect  -44
 143 #expect  52
 144 #expect  -76
 145 #expect  116
 146 #expect  -12
 147 #expect  12
 148 #expect  -116
 149 #expect  76
 150 #expect  -52
 151 #expect  44
 152 #expect  -84
 153 #expect  108
 154 #expect  -20
 155 #expect  28
 156 #expect  -100
 157 #expect  92
 158 #expect  -36
 159 #expect  60
 160 #expect  -68
 161 #expect  124
 162 #expect  -4
 163 #expect  2
 164 #expect  -126
 165 #expect  66
 166 #expect  -62
 167 #expect  34
 168 #expect  -94
 169 #expect  98
 170 #expect  -30
 171 #expect  18
 172 #expect  -110
 173 #expect  82
 174 #expect  -46
 175 #expect  50
 176 #expect  -78
 177 #expect  114
 178 #expect  -14
 179 #expect  10
 180 #expect  -118
 181 #expect  74
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 183 #expect  42
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 193 #expect  122
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 195 #expect  6
 196 #expect  -122
 197 #expect  70
 198 #expect  -58
 199 #expect  38
 200 #expect  -90
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 205 #expect  86
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 210 #expect  -10
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 213 #expect  78
 214 #expect  -50
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 217 #expect  110
 218 #expect  -18
 219 #expect  30
 220 #expect  -98
 221 #expect  94
 222 #expect  -34
 223 #expect  62
 224 #expect  -66
 225 #expect  126
 226 #expect  -2
 227 #expect  1
 228 #expect  -127
 229 #expect  65
 230 #expect  -63
 231 #expect  33
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 235 #expect  17
 236 #expect  -111
 237 #expect  81
 238 #expect  -47
 239 #expect  49
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 242 #expect  -15
 243 #expect  9
 244 #expect  -119
 245 #expect  73
 246 #expect  -55
 247 #expect  41
 248 #expect  -87
 249 #expect  105
 250 #expect  -23
 251 #expect  25
 252 #expect  -103
 253 #expect  89
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 256 #expect  -71
 257 #expect  121
 258 #expect  -7
 259 #expect  5
 260 #expect  -123
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 263 #expect  37
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 265 #expect  101
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 267 #expect  21
 268 #expect  -107
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 270 #expect  -43
 271 #expect  53
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 273 #expect  117
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 280 #expect  -83
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 285 #expect  93
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 287 #expect  61
 288 #expect  -67
 289 #expect  125
 290 #expect  -3
 291 #expect  3
 292 #expect  -125
 293 #expect  67
 294 #expect  -61
 295 #expect  35
 296 #expect  -93
 297 #expect  99
 298 #expect  -29
 299 #expect  19
 300 #expect  -109
 301 #expect  83
 302 #expect  -45
 303 #expect  51
 304 #expect  -77
 305 #expect  115
 306 #expect  -13
 307 #expect  11
 308 #expect  -117
 309 #expect  75
 310 #expect  -53
 311 #expect  43
 312 #expect  -85
 313 #expect  107
 314 #expect  -21
 315 #expect  27
 316 #expect  -101
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 318 #expect  -37
 319 #expect  59
 320 #expect  -69
 321 #expect  123
 322 #expect  -5
 323 #expect  7
 324 #expect  -121
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 326 #expect  -57
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 328 #expect  -89
 329 #expect  103
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 331 #expect  23
 332 #expect  -105
 333 #expect  87
 334 #expect  -41
 335 #expect  55
 336 #expect  -73
 337 #expect  119
 338 #expect  -9
 339 #expect  15
 340 #expect  -113
 341 #expect  79
 342 #expect  -49
 343 #expect  47
 344 #expect  -81
 345 #expect  111
 346 #expect  -17
 347 #expect  31
 348 #expect  -97
 349 #expect  95
 350 #expect  -33
 351 #expect  63
 352 #expect  -65
 353 #expect  127
 354 #expect  -1
 355
 356 #ship debug        : Debug
 357 #ship lut          : Lut3
 358 #ship alu          : Alu
 359
 360 lut.in1:   set word= 85; set ilc=*;  deliver;
 361 lut.in2:   set word= 51; set ilc=*;  deliver;
 362 lut.in3:   set word= 15; set ilc=*;  deliver;
 363 lut.out:   set ilc=*;  collect, send to debug.in;
 364
 365 // cycle through truth tables using alu as INC
 366 alu.in2:
 367    set word= 1;
 368    set ilc=*;  deliver;
 369 alu.inOp:
 370    set word= Alu.inOp[ADD];
 371    set ilc=*;  deliver;
 372 alu.in1:
 373    set word= 0;
 374    deliver;
 375    set ilc=*;  recv, deliver;
 376 alu.out:
 377   set olc=2;
 378   head;
 379   recv token, collect, send to lut.inLut;
 380   send to alu.in1;
 381   tail;
 382
 383 lut.inLut:
 384   set word= 0;
 385   deliver;
 386   set ilc=*;  recv, deliver;
 387
 388 // acks from debug ship trigger new truth tables
 389 debug.in:
 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=63;
 395   recv, deliver, send token to alu.out;
 396   set ilc=63;
 397   recv, deliver, send token to alu.out;
 398   set ilc=4;
 399   recv, deliver, send token to alu.out;
 400
 401
 402
 403 == Contributors =========================================================
 404 Adam Megacz <megacz@cs.berkeley.edu>