LUT

📌 LUT

LUT (Look-Up Table) — базовый программируемый логический элемент в FPGA, реализующий произвольные булевы функции с фиксированным числом входов.

🧠 Как работает

LUT представляет собой небольшую память (обычно 4–6 бит входа), в которой заранее записаны выходные значения функции для всех возможных комбинаций входов.
При подаче входного набора адресуется соответствующая ячейка — и на выходе получается результат логической операции.

Пример: 2-входовая LUT может реализовать любую функцию f(A, B) — AND, OR, XOR и др., задав таблицу истинности.

Конструкция LUT:

• n входов (обычно 4, 5 или 6)
• 2^n бит конфигурации (таблица истинности)
• 1 выход (иногда больше, если LUT комбинирована)
• Иногда содержит MUX и триггер на выходе

⚙️ Где применяется

Область применения	Назначение
FPGA	Базовый строительный блок в CLB
Programmable Logic	Реализация булевых выражений
Finite State Machine FSM	Построение логики состояний
DSP Blocks	Быстрая реализация управляющей логики

💻 Пример (на Verilog)

// Реализация функции XOR через LUT-подобную таблицу
module xor_gate(input a, input b, output y);
  assign y = a ^ b;
endmodule

📐 Схема LUT-4

 Входы: A, B, C, D
     ↓↓↓↓
+------------------+
|  Таблица 16 бит  | ← (адресируется входами)
+------------------+
         ↓
       Выход

✅ Преимущества

• Гибкость: реализует любую функцию с n входами

• Быстрая работа — однократное обращение к таблице

• Минимальное энергопотребление на уровне логики

❌ Недостатки

• Ограничение по числу входов (обычно до 6)

• Сложные функции требуют нескольких LUT и Routing Matrix

• Низкая эффективность при реализации арифметики без DSP Blocks