浅析二分法查找在实际电路中的应用

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首先问大家一个问题，如果有一堆有序的数据
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,...100
如果想要找出55，你要怎么实现呢？
最直观的是用线性查找，从头开始一个个的查找，需要55次才能找到目标数值。
如果大家学过c或者c++，应该有二分法查找的概念，先把这堆数分成2堆，把第一堆的最后一个数跟55比较，发现55比它大，所以55应该在第2堆。再重复这个过程，大概需要7次就可以确定55的位置。
二分法查找效率显而易见，它的时间复杂度t(n)=o(log(2)n)，远远小于线性查找的t(n)=o（n）。
但二分法要求数据必须是有序排列的，这在实际电路世界里面往往是满足的。
利用二进制搜索（二分法查找）实现的逐次逼近算法，每次都是选取比较范围内的中间点来跟参考值进行比较，通过比较结果来继续缩小比较范围，一直迭代直至找到最接近比较值的解。
这个过程跟求方程(近似)解也非常类似。二进制搜索实现的逐次逼近常常用于需要校准的场景中，比如sar adc、dram zq 校准、仪器校准算法等。因为我们的校准代码对应的值是线性增加或者减小的，符合二进制搜索法的条件。
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下图是一个sar adc的基本架构：
电路的目标就是得到一个最接近vin的vdac，可以通过调整
sar code配置dac模块得到。
假设我们的sar（逐次逼近寄存器）的位数是3位，初始状态设为sar[2:0]=3'b100，也就是处于000-111的中间位置。
如果sar的使能clock 开始toggle，比较过程就开始了：
如上图所示，x轴表示时间，y轴表示dac输出电压vdac：
第1次比较：设置sar[2:0]=3'b100，vdac=1/2 vref vin , 所以sar[1]最终取0，sar[2:0]=3'b100；
第3次比较：设置sar[2:0]=3'b101，vdac=(1/2 vref + 1/8 vref)> vin , 所以sar[0]最终取0，sar[2:0]=3'b100；
最终我们可以得到与输入电压vin最接近的vdac，可以看出sar的位数越多，精度越高，但是比较周期数也会越来越多。
另外其第3次（最后一位）比较好像也没有必要，因为你比较完也无法得到一个相等值，可以把最后一位固定成1或者0，最大的误差就是最后一位代表的权重1/8 vref。
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前面是具体的sar adc的例子，我们可以进一步把二进制搜索sar的过程画成流程图的形式，方便后续电路或者verilog代码的实现：
初始化sar的msb=1，其它bit为0 （比如4bit 4'b1000）
每次clk go high ，走一步
如果incr=1，走图中实线箭头方向；
如果incr=0，走图中虚线箭头方向；
最低位lsb最终固定为1
4bit的sar 一共需要走3步，也就是3个clk周期后就可以得到最后的结果。
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最后给出一个6位二进制搜索sar logic电路的spec：
input
incr
rstb reset信号，负沿有效
clk
output
pucode [5:0]
你觉得这个电路是用verilog代码实现呢？
还是自己搭电路比较好？