verilog实例

2024-03-25 16:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 1、LRU（Least Recently Used）简介2、LRU的矩阵实现3、RTL design

1、LRU（Least Recently Used）简介

LRU算法用于cache管理或任何其他需要对访问权进行周期更新的场合。

基于时间和空间考虑，cache中存储着近期将会用到的数据项。当cache被用满后，如果有新的数据项到来，需要将某个现有的数据项从cache中清除，为新进入者提供空间。此时通常使用的算法被称为LRU(Least Recently Used,近期最少使用)，通过LRU算法可以找到最久未被使用过的数据项，cache将该数据项清除，并将新的数据项写入此处。另一个会用到LRU算法的地方是网络设备中的路由表管理电路。路由表的地址空间非常大，而在网络设备中用于存储路由表的存储器相对小得多，因此只有一部分路由表表项可以存储在CAM(Content Addressable Memory)存储器中。当CAM被用满后，如果有新的路由表表项到来，那么需要采用LRU算法找到当前CAM中最久未用过的表项，将其清除后把新的表项写人，新的表项成为最新表项。 2、LRU的矩阵实现

在RTL级实现LRU算法的方法有多种。一种采用硬件实现LRU的方法是矩阵法。

例如，有一个表，可存储4个表项，当前表项为A、B、C和D。我们的目标是确定哪一个是最久没有被访问过的，具体步骤如下：构建一个4×4的存储单元矩阵（每个存储单元是一个触发器）。将所有触发器初始化为零。无论何时，只要有一个表项被访问，其对应的一行全部置为1，其对应列全部置为0。只要某个表项被访问，重复上一步操作。全零的一行对应的表项是近期最少使用者，是要被新的表项替代的对象。

假定访问顺序为A、D、C、A、B,在此情形下，D是最近使用最少的表项，它应该被替换掉。下面用4×4矩阵解释上述算法。在这里插入图片描述可见，D行全为零，是近期最少使用者。B行的1最多，是近期最多使用者。

3、RTL design /*---------------------------------------------------------- Filename : LRU Author : deilt Description : Least Recently Used, matrix 矩阵法 Called by : Revision History : 11/1/2022 Revison 1.0 Email : [email protected] Company:Deilt Technology.INC Copyright(c) 1999, Deilt Technology Inc, All right reserved --------------------------------------------------------------*/ module LRU #( parameter SIZE = 8 ) ( input clk , input rstn , input update_entry , input [2:0] update_index , output[2:0] lru_index ); reg [SIZE-1:0] matrix[SIZE-1:0] ; reg [SIZE-1:0] matrix_nxt[SIZE-1:0] ; reg [2:0] lru_index ; reg [2:0] lru_index_nxt ; //resetn all unit of matrix to zero generate genvar i; for(i=0;i

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