一種基于FPGA的棧空間管理器的研究和設(shè)計(jì)
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2棧空間管理器總體結(jié)構(gòu)
為了節(jié)約RAM開(kāi)銷(xiāo)，從總體結(jié)構(gòu)上構(gòu)建了一款具有LIFO及自檢功能的棧空間管理器。棧空間管理器結(jié)構(gòu)包括一個(gè)雙端口存儲(chǔ)單元、狀態(tài)控制邏輯模塊、地址產(chǎn)生邏輯模塊、中斷判斷邏輯。其中狀態(tài)控制邏輯模塊由空/滿標(biāo)志產(chǎn)生邏輯、二進(jìn)制運(yùn)算邏輯和標(biāo)志寄存器組3部分組成；地址產(chǎn)生邏輯模塊由讀/寫(xiě)地址邏輯、中斷棧邏輯和地址寄存器組3部分組成。
由圖2可知，狀態(tài)控制邏輯模塊的工作過(guò)程為：從標(biāo)志寄存器組中讀出當(dāng)前任務(wù)棧的使用量fcount信號(hào)值，fcount信號(hào)值傳送至二進(jìn)制運(yùn)算邏輯。在讀/寫(xiě)控制信號(hào)有效的情況下，二進(jìn)制運(yùn)算邏輯有效，修改fcount信號(hào)值，修改后的值作為USED的輸出值，同時(shí)寫(xiě)回到標(biāo)志寄存器的對(duì)應(yīng)fcount位中。修改后的信號(hào)值也作為空/滿標(biāo)志產(chǎn)生邏輯的輸入信號(hào)，空/滿標(biāo)志產(chǎn)生邏輯生成Full/Empty標(biāo)志，并把該標(biāo)志位寫(xiě)回到標(biāo)志寄存器對(duì)應(yīng)位Full/Empty中。其中標(biāo)志寄存器freg的結(jié)構(gòu)如圖3所示，初始值為0000001000000000B。
中斷判斷邏輯由輸入信號(hào)INT與標(biāo)志寄存器位IntNesting值決定是否有效。如果有中斷發(fā)生，則中斷棧邏輯有效，中斷棧邏輯生成讀/寫(xiě)地址，否則讀/寫(xiě)地址邏輯有效，生成相應(yīng)的讀/寫(xiě)地址。
在讀/寫(xiě)控制信號(hào)有效的情況下，從堆棧地址寄存器組中讀出當(dāng)前任務(wù)的地址，經(jīng)過(guò)讀/寫(xiě)地址邏輯或中斷棧邏輯產(chǎn)生堆棧地址指針，作為HOS堆棧空間的入棧/出棧地址。執(zhí)行入棧時(shí)，在同步時(shí)鐘和入棧控制信號(hào)有效的情況下，中斷判斷邏輯判斷是否存在中斷或中斷嵌套，如果沒(méi)有，則由寫(xiě)地址邏輯生成入棧地址；否則由中斷棧邏輯生成寫(xiě)地址。同理，執(zhí)行出棧時(shí)，在同步時(shí)鐘和出棧控制信號(hào)有效的情況下，中斷判斷邏輯判斷是否存在中斷或中斷嵌套，如果沒(méi)有，則讀地址邏輯生成出棧地址；否則中斷棧邏輯生成出棧地址。
評(píng)論