TP4 : Le chemin de données du circuit AM2901

Le chemin de données est formé de la logique régulière du circuit.

Afin de profiter de cette régularité, on utilise les opérateurs vectoriels de la bibliothèque DP_SXLIB. Cela permet d'optimiser le schéma en utilisant plusieurs fois le même matériel. Par exemple, les amplificateurs des signaux de commande d'un multiplexeur sur n bits sont partagés par les n bits...

On utilise le langage STRATUS pour décrire la structure (i.e. le schéma) du chemin de données.

1 Bibliothèque DPGEN de Stratus

Considérons le circuit suivant :

Voici la structure du chemin de données correspondante :

Chacune des portes occupe une colonne, une colonne permettant de traiter un ensemble de bits pour un même opérateur. La première ligne représente le bit 3, la dernière le bit 0.

Le fichier Stratus correspondant est le suivant :

#!/usr/bin/env python
from stratus import *
# definition de la cellule
class circuit ( Model ):
  # declaration des connecteurs
  def Interface ( self ):
    self.a = SignalIn ( "a" , 4 )
    self.b = SignalIn ( "b" , 4 )
    self.c = SignalIn ( "c" , 4 )
    self.v = SignalIn ( "v" , 1 )
    self.cout = SignalOut ( "cout", 1 )
    self.s = SignalOut ( "s" , 4 )
    self.cmd = SignalIn ( "cmd" , 1 )
    self.vdd = VddIn ( "vdd" )
    self.vss = VssIn ( "vss" )
  # instanciation des operateurs
  def Netlist ( self ):
    # declaration des signaux internes
    d_aux = Signal ( "d_aux", 4 )
    e_aux = Signal ( "e_aux", 4 )
    ovr = Signal ( "ovr" , 1 )
    # generation
    Generate ( "DpgenNand2", "instance_nand2_4bits"
              , param = { ’nbit’ : 4 }
              )
    # instanciation
    self.instance_nand2_4bits = Inst ( "instance_nand2_4bits"
                                      , map = { ’i0’ : Cat ( self.v
                                                            , self.v
                                                            , self.v
                                                            , self.v )
                                                , ’i1’ : self.a
                                                , ’nq’ : d_aux
                                                , ’vdd’ : self.vdd
                                                , ’vss’ : self.vss
                                                }
                                       )
    Generate ( "DpgenOr2", "instance_or2_4bits"
             , param = { ’nbit’ : 4 }
              )
    self.instance_or2_4bits = Inst ( "instance_or2_4bits"
                                   , map = { ’i0’ : d_aux
                                           , ’i1’ : self.b
                                           , ’q’ : e_aux
                                           , ’vdd’ : self.vdd
                                           , ’vss’ : self.vss
                                           }
                                    )
    Generate ( "DpgenAdsb2f", "instance_add2_4bits"
             , param = { ’nbit’ : 4 }
             ) 
    self.instance_add2_4bits = Inst ( "instance_add2_4bits"
                                  , map = { ’i0’ : e_aux
                                          , ’i1’ : self.c
                                          , ’q’ : self.s
                                          , ’add_sub’ : self.cmd
                                          , ’c31’ : self.cout
                                          , ’c30’ : ovr
                                          , ’vdd’ : self.vdd
                                          , ’vss’ : self.vss
                                          }
                                   )

Comme vous pouvez le voir, il n'a pas été nécessaire de générer à la main les différents blocs de ce circuit, ceux ci sont fournis par la bibliothèque DPGEN. Il suffit alors de les générer (fonction Generate comme montré dans le TP 2).

Pour connaitre les générateurs de colonne dont vous disposez, consultez la documentation fournie :

​https://www-asim.lip6.fr/recherche/coriolis/doc/en/html/dpgen/index.html

Consultez également la documentation de Stratus en cas de besoin :

​https://www-asim.lip6.fr/recherche/coriolis/doc/en/html/stratus/index.html

2 Description du chemin de données dans l'AM2901

Le chemin de données de l'Am2901 peut être schématisé par les figures ci-dessous.

3 Travail à effectuer

• Etant donné le fichier de description en vbe du chemin de données de l'Amd2901 fourni lors du TP précédent et les schémas ci dessus, compléter le fichier description en Stratus - incomplète - du chemin de données de l'Amd2901​. (NOTE : la ram est déjà construite.)
• Relancer le script de création du circuit fourni lors de la scéance précédente.
• Supprimer le fichier CATAL et simuler le circuit avec asimut.

  > asimut -zerodelay am2901_chip pattern resultat
  

4 Compte rendu

Le compte rendu de ce TP sera couplé avec celui des autres TPs concernant l'AM2901.

Après avoir décrit vos étapes de travail, vous répondrez aux questions suivantes :

• Quelles sont les deux manières de concevoir une netlist ?
• Quels avantages y a-t-il à faire des colonnes d'opérateurs pour le data-path ?