移位寄存器与多路复用器答案

【问题标题】：Shift Register Vs Multiplexer [closed]移位寄存器与多路复用器
【发布时间】：2025-11-27 07:45:02
【问题描述】：

我不确定实施。我有一个多路复用器 8 输入、1 输出和 3 选择信号。这些选择信号之一顺序获取位向量的所有值。现在我可以选择两种方式。

第一种方法是使用另一个多路复用器，其中输入是位向量，选择信号是输入的计数器 log2。

第二种方式是使用移位寄存器，取向量的LSB位。

就 FPGA 的面积而言，最佳解决方案是什么？

【问题讨论】：

我想你会在这里得到更好的答案：electronics.stackexchange.com
我觉得可以在这里发帖。我已经看到有标签，所以我认为没关系。感谢您的帮助。
这个问题似乎是题外话，因为它是在 EE 上交叉发布的。 electronics.stackexchange.com/questions/144254/…
@Morgan：SO 和 Electronics SE 之间的区别在这里显然很模糊。 C 源算法编译为机器代码指令，作为 CPU 的本机资源，我希望大多数人都同意关于高效 C 算法的讨论属于 SO。 VHDL 源算法编译为门，作为 FPGA 的原生资源，因此类比 VHDL 算法效率讨论也应该属于 SO。
@MortenZilmer，我同意这条线很模糊。这部分是因为我不太热衷于打击交叉发布。如果在问题中披露，我认为应该允许。我个人很乐意就 SO 提出更多问题，但发现越往下走的 FPGA/ASIC 路径越模糊。这些是我的意见，不能被视为普遍共识，但我认为这有助于新用户对在哪里发帖有所了解。

【解决方案1】：

让（对于不正确的开始）假设 FPGA 仅提供普通逻辑元素和触发器，并且位向量为 N 位并在选择使用的位时保持该值，那么两者使用的资源解决方案是：

因此，这对多路复用器解决方案很重要，因为由于需要初始加载 N 位移位寄存器，两者都需要几乎相同数量的 2-1 多路复用器，但多路复用器解决方案需要更少的触发器。

然而，FPGA 严重依赖 LUT，而 LUT 通常基于小内存，另外一个特点是这些小内存通常也可以用作移位寄存器。具有此功能的 FPGA 允许直接写入 LUT 存储器，然后进行移位，这可以在没有任何 2-1 多路复用器加载的情况下完成。所以在这种情况下，用于轮班解决方案的资源是：

因此得出的结论是，确定和实现 FPGA 最佳解决方案的最佳方法是了解和利用特定目标 FPGA 的特性，然后尝试实现以确保综合工具正确映射设计.

【讨论】：

对于任何一种解决方案，您都需要存储来存储迭代的值。您还没有将它包含在多路复用器解决方案中，它是移位寄存器。所以我会说多路复用解决方案总是会失败。
@PaulS：我在第一段中明确假设“......位向量......在选择使用的位时保持值......”，因此没有存储多路复用解决方案中的位向量。如果 FPGA 在 LUT 中具有移位功能，则始终首选使用这些。
你说得对，我确实错过了那句话。不过，我认为值得说明的是，您通常会免费获得移位寄存器的存储空间，只是因为您已经需要一个寄存器（例如用于计时，或者驱动逻辑可以开始下一次计算）。跨度>