Bits aus Vektor maskieren und verschieben

MemY Gast #3333515
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Hallo,

hat jemand einen Tipp, wie ich interaktiv maskierte Bits aus einem 
Vektor (INPUTDATA) neu angeordnet, durch Verschiebung, in ein Vektor 
(MASK0_N_0_TEMP_SRL) packen kann? Unten habe ich euch ein Beispiel:

Eingangsdaten:                 01010101110 -- INPUTDATA
Maske:                         00001111000 -- MASK0
Durch Maske gewählte Daten:    00000101000 -- MASK0_N_0_TEMP
Gewählte Daten verschieben:    00000000101 -- MASK0_N_0_TEMP_SRL

Das Problem ist, dass nicht nur die Input Daten, sodern auch die Maske 
variabel ist. So könnte ein Beispiel auch so aussehen:

Eingangsdaten:                01110111100 -- INPUTDATA
Maske:                        00011111110 -- MASK0
Durch Maske gewählte Daten:   00010111100 -- MASK0_N_0_TEMP
Gewählte Daten verschieben:   00001011110 -- MASK0_N_0_TEMP_SRL


Mein Ansatz:

1
-- Maskierung der Eingangsdaten

2
process(CLK, syn_n_reset)

3
begin

4
  if(syn_n_reset = '0') then

5
    MASK0_N_0_TEMP <= (others => '0');

6
  elsif rising_edge(CLK) then

7
    MASK0_N_0_TEMP <= INPUTDATA and MASK0;

8
  end if;

9
end process;

10


11
-- suche Anfang der Maske und verschiebe um Anzahl der Stellen bis zum ersten gesetzten Bit der Maske

12
process(CLK, syn_n_reset)

13
begin

14
  if rising_edge(CLK) then

15
    for i in 0 to MASK0'length loop

16
      if (MASK0(i) = '1') then

17
        MASK0_N_0_TEMP_SRL <= MASK0_N_0_TEMP SRL i;

18
      end if;

19
    end loop;

20
  end if;

21
end process;


Hat jemand eine bessere Idee oder einen besseren Ansatz dazu?

Grüße
MemY
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MemY Gast #3333798
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Hallo Lothar,

danke für die Antwort.

Ich haette eig. schon ein paar Takte Zeit...

Ich habe es im Moment mit einer riesigen CASE-Anweisung (also einem MUX) 
realisiert. Mit einem kleinen Zähler schaue ich an welcher Bitposition 
die Maske beginnt, danach wird geeignet verschoben.
1
if (MASK0(Bit_CTR) = '1') then

2
CASE Bit_CTR IS

3
WHEN 0 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(47 downto 0) <= MASK0_N_0_TEMP(47 downto 0);

4
WHEN 1 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(46 downto 0) <= MASK0_N_0_TEMP(47 downto 1);

5
WHEN 2 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(45 downto 0) <= MASK0_N_0_TEMP(47 downto 2);

6
WHEN 3 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(44 downto 0) <= MASK0_N_0_TEMP(47 downto 3);

7
.

8
.

9
.

10
WHEN 46 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(1 downto 0) <= MASK0_N_0_TEMP(47 downto 46);

11
WHEN 47 => MASK0_N_0_TEMP_SRL(0) <= MASK0_N_0_TEMP(47);

12
WHEN OTHERS => Bit_CTR := Bit_CTR - Bit_CTR;

13
END CASE;

14
else

15
Bit_CTR := Bit_CTR + 1;

16
end if;

Viele Grueße MemY
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Lothar M. Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3334285
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MemY schrieb:
> Das wuerde bedeuten, dass die Maske und die maskierten Daten in jeweils
> ein Schieberegister hineingetaktet werden muesste?
Kann man so machen. Ich würde aber eher das Schieberegister mit dem 
maskierten Vektor laden. Und dieses "Zwischenergebnis" shiften. Dann ist 
nur 1 Schieberegister beteiligt. Du hast es selber schon so 
aufgezeichnet:
> Eingangsdaten: 01110111100 -- INPUTDATA
> Maske: 00011111110 -- MASK0
> Durch Maske gewählte Daten: 00010111100 -- MASK0_N_0_TEMP
---> dieses Zwischenergebnis kommt ins Schieberegister
Und dann werden die Daten geschoben:
> Gewählte Daten verschieben: 00001011110 -- MASK0_N_0_TEMP_SRL
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Falk B. #3334294
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@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>Kann man so machen. Ich würde aber eher das Schieberegister mit dem
>maskierten Vektor laden. Und dieses "Zwischenergebnis" shiften.

Geht nicht, denn das maskierte LSB kann auch 0 sein.
Man braucht 2 Schieberegister.
Aber im Zeitalter der Multimilliongates-FPGAs sind 24 FlipFlops weiß 
Gott zu verschmerzen ;-)
Und vielleicht noch ne Handvoll Dollar, ähh FlipFlops für die state 
machine.
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Schlumpf Gast #3334508
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Eine andere Alternative, wenn es sehr schnell sein soll, wäre eine 
parallele Verarbeitung. Allerdings entsteht dabei eine Monsterlogik

Du bestimmst erst die Position der ersten "1" der Maske parallel:

1
pos <= 0 when mask(0)          = '1'          else

2
       1 when mask(1 downto 0) = "10"         else

3
       2 when mask(2 downto 0) = "100"        else

4
       3 when mask(3 downto 0) = "1000"       else

5
       .....

6
       n when mask(n downto 0) = "100...0";


Diesen wert von pos verwendest du dann, um einen Slice aus dem 
Ergebnisvektor nach der Maskierung herauszuschneiden und Richtung MSB 
hin mit Nullen aufzufüllen.
n sei dabei die größe der Vektoren (n downto 0)

1
ergebnis(n-pos downto 0) <= maskierter_vektor(n downto pos);

2
ergebnis(n downto n+1-pos) <= (others => '0');


also so:
Position:                      n         0
Eingangsdaten:                 01010101110
Maske:                         00001111000
Durch Maske gewählte Daten:    00000101000
Position:                   n         0
herausgeschnittene Daten:   00000000101

Ressourcenschonend ist das nicht gerade, aber vollkommen parallel und 
somit ganz ohne einen Takt möglich.

Hoff, ich hab keinen Denkfehler drin ;-)
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Lothar M. Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3334577
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Falk Brunner schrieb:
>> dieses "Zwischenergebnis" shiften.
> Geht nicht, denn das maskierte LSB kann auch 0 sein.
Richtig, ich hatte das falsch verstanden:
MemY schrieb:
> bis zum ersten gesetzten Bit der Maske

Falk Brunner schrieb:
> So könnte es gehen
Man könnte den Sonderfall "Maske ist komplett null" aber auchvorneweg 
abfragen. Letztlich spart man sich aber nichts, weil dieser Vergleich 
mehr Logik braucht (siehe Anhang)...

> 39 FlipFlops
Lass die Registrierung vom result raus, dann sinds weniger... ;-)
Angehängte Dateien:
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MemY Gast #3334769
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Zuerst mal vielen Dank für die vielen nuetzlichen Hinweise von euch!

Habe nun den maskshift von Lothar für meine Beduerfnisse angepasst und 
simuliert und es scheint soweit alles gut zu gehen!


Gruß MemY
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Schlumpf Gast #3335173
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Ich habe gerade mal zum Spass den von mir gemachten Vorschlag durch die 
Synthese geschickt:

1
ARCHITECTURE arch OF mask_and_shift IS

2
   signal position : integer range 0 to 10;

3
   signal mask_vektor : std_logic_vector(10 downto 0);

4
BEGIN

5
   mask_vektor <= in_val AND mask;

6
   position <= 0 when mask(0)          = '1'            else

7
               1 when mask(1 downto 0) = "10"           else

8
               2 when mask(2 downto 0) = "100"          else

9
               3 when mask(3 downto 0) = "1000"         else

10
               4 when mask(4 downto 0) = "10000"        else

11
               5 when mask(5 downto 0) = "100000"       else

12
               6 when mask(6 downto 0) = "1000000"      else

13
               7 when mask(7 downto 0) = "10000000"     else

14
               8 when mask(8 downto 0) = "100000000"    else

15
               9 when mask(9 downto 0) = "1000000000"   else

16
              10 when mask(10 downto 0)= "10000000000";

17
   process(mask_vektor, position)

18
   begin

19
     ergebnis((10-position) downto 0) <= mask_vektor(10 downto position);

20
     ergebnis(10 downto (11-position)) <= (others => '0');

21
   end process;

22
END arch;


Benötigt 148 LUT4 und ist abzüglich der PAD-Delays in 12ns durch..
Hätte schlimmer kommen können gg
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Lothar M. Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3335767
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Schlumpf schrieb:
> Benötigt 148 LUT4
Auf einem S3 sinds nur 120... ;-)

> Hätte schlimmer kommen können
Und es kam schlimmer:
1
Macro Statistics

2
# Latches           :  11


Aber der Ansatz scheint vielversprechend, und ich habe ihn mal 
verschlankt:
1
library IEEE;

2
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

3
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

4


5
entity mask_shift_par is

6
    Port ( data : in  STD_LOGIC_VECTOR (10 downto 0);

7
           mask : in  STD_LOGIC_VECTOR (10 downto 0);

8
           result : out  STD_LOGIC_VECTOR (10 downto 0));

9
end mask_shift_seq;

10


11
architecture Behavioral of mask_shift_par is

12
   signal mv : std_logic_vector(10 downto 0);

13
BEGIN

14
   mv <= data AND mask;

15
   result <=                  mv(10 downto 0)  when mask(0) = '1' else

16
             "0"           &  mv(10 downto 1)  when mask(1) = '1' else

17
             "00"          &  mv(10 downto 2)  when mask(2) = '1' else

18
             "000"         &  mv(10 downto 3)  when mask(3) = '1' else

19
             "0000"        &  mv(10 downto 4)  when mask(4) = '1' else

20
             "00000"       &  mv(10 downto 5)  when mask(5) = '1' else

21
             "000000"      &  mv(10 downto 6)  when mask(6) = '1' else

22
             "0000000"     &  mv(10 downto 7)  when mask(7) = '1' else

23
             "00000000"    &  mv(10 downto 8)  when mask(8) = '1' else

24
             "000000000"   &  mv(10 downto 9)  when mask(9) = '1' else

25
             "0000000000"  &  mv(10 downto 10) when mask(10)= '1' else

26
             "00000000000";

27
END Behavioral;

Fazit:
Number of 4 input LUTs     62
Number of occupied Slices  33
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Schlumpf Gast #3336092
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Lothar Miller schrieb:
> Auf einem S3 sinds nur 120... ;-)

Angeber ;-)

Lothar Miller schrieb:
> Und es kam schlimmer:Macro Statistics
> # Latches           :  11

Stimmt.. Bei mir waren es "combinatorial loops", aber das ist genauso 
bescheiden. Das Design von mir ist bei genauerem Hinsehen wirklich nicht 
ganz hasenrein...

Lothar Miller schrieb:
> und ich habe ihn mal
> verschlankt:

Sehr elegant.. und eigentlich so naheliegend :-)
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