右移和左移 (SLL/SRL)

Question

因此，我正在为 MIPS 架构开发一个 ALU，并且我正在尝试进行左移和右移，以便 ALU 可以移动任意数量的位。

我的想法是将移位值转换为整数，并选择结果中的条目部分（整数存储在 X 中），但 Quartus 不接受变量值，只接受常量。

我能做些什么来做到这一点？ （案例位于“WHEN "1000" =>...”和“WHEN "1001" =>...”行）

谢谢。

PROCESS ( ALU_ctl, Ainput, Binput, X )
BEGIN
                -- Select ALU operation
    --ALU_output_mux <= X"00000000"; --padrao   
CASE ALU_ctl IS
    WHEN "1000" =>  ALU_output_mux(31 DOWNTO X) <= (Ainput( 31-X DOWNTO 0 ));
    WHEN "1001" =>  ALU_output_mux(31-X DOWNTO 0) <= (Ainput( 31 DOWNTO X ));
    WHEN OTHERS =>  ALU_output_mux  <= X"00000000";
END CASE;
END PROCESS;

Answer 1

如果 Quartus 不喜欢它，您有两个选择：

1. 以 Quartus 喜欢的方式编写它 - 您试图推断一个桶形移位器，因此您可以手写一个，然后实例化它。时间上可能会很昂贵
2. 获取一个可以接受它的不同合成器。金钱上可能很贵。

Answer 2

我在 Quartus 中也遇到了这个问题，尽管您的代码也有一些隐式锁存器（您没有在两个班次情况下分配输出的所有位）。

我使用的解决方法是定义一个包含所有可能结果的中间数组，然后使用选择器选择这些结果之一。对于您的情况，类似于以下内容：

subtype DWORD_T         is std_logic_vector( 31 downto 0);
type    DWORD_A         is array (natural range <>) of DWORD_T;
signal  shift_L         : DWORD_A(31 downto 0);
signal  shift_R         : DWORD_A(31 downto 0);
signal  zero            : DWORD_T;

...

zero <= (others=>'0');

process (Ainput)
begin    
    for index in Ainput'range loop
        shift_L(index) <= Ainput(31 - index downto 0) & zero(index - 1 downto 0);
        shift_R(index) <= zero(index - 1 downto 0) & Ainput(31 downto index);
    end loop;
end process;

ALR_output_mux <= shift_L(to_integer(X)) when ALU_ctl="1000", 
                  shift_R(to_integer(X)) when ALU_ctl="1001",
                  (others=>'0') when others;

Answer 3

您可以通过使用 generate 或 for 创建每个移位/旋转级别来解决此问题，也可以使用 标准函数 ({shift,rotate}_{left,right}) 用于移动和旋转。