ОРТ2/К1 2020

Поставка

Реализовати уређај P за спрегу између уређаја UA, UB и UC који извршава следећу операцију. Уређај P треба од уређаја UA да прими осмобитну бинарну неозначену реч N (N > 0), која представља дужину низа A, а затим и чланове низа A (a[i], i = 0 .. (N - 1)). Чланови низа A су означене осмобитне бинарне речи дате у другом комплементу. Након завршеног читања низа A, уређај P треба да пошаље серијски уређају UB сваки члан низа B. Чланови низа B (b[i]) су шеснаестобитне бинарне речи у другом комплементу где је: $b[i] = \frac{(A[(N-1) - i] + 1)^2}{8}, i = 0 .. (N-1)$. Описана операција треба да се понавља циклично.

У случају потребе за аритметичким множењем, уређај P може да пошаље два означена осмобитна операнда уређају UC. Када уређај UC срачуна производ, уређај P треба да прихвати шеснаестобитни означени резултат. Уређаји UA, P и UB треба да раде синхроно на исти сигнал такта.

Уређај UA паралелно шаље уређају P осмобитне бинарне речи по линијама података DAP_7..0, при чему је бит 7 најстарији а бит 0 најмлађи бит. За синхронизацију између уређаја UA и P користе се статусни сигнал SPA и управљачки сигнал CAP. Вредностима 0 и 1 сигнала SPA уређај P шаље уређају UA индикацију када не може и када може да прими осмобитну бинарну реч, респективно. Вредношћу 1 сигнала CAP, трајања једне периоде сигнала такта, уређај UA шаље уређају P команду да треба да прими осмобитну бинарну реч, при чему уређај UA то чини кад утврди да уређај P на статусној линији SPA држи вредност 1.

Уређај P серијски шаље уређају UB шеснаестобитне бинарне речи по линијама података DPB. Слање се врши почев од виших ка нижим битовима. За синхронизацију између уређаја P и UB користе се статусни сигнал SBP и управљачки сигнал CPB. Вредностима 0 и 1 сигнала SBP уређај UB шаље уређају P индикацију када не може и када може да прими један бит, респективно. Вредношћу 1 сигнала CPB, трајања једне периоде сигнала такта, уређај P шаље уређају UB команду да треба да прими један бит, при чему уређај P то чини кад утврди да уређај UB на статусној линији SBP држи вредност 1.

Уређај UC паралелно шаље уређају P шеснаестобитне бинарне речи по линијама података DCP_15..0, при чему је бит 15 најстарији а бит 0 најмлађи бит. За синхронизацију између уређаја UC и P користе се статусни сигнал SPC и управљачки сигнал CCP. Вредностима 0 и 1 сигнала SPC уређај P шаље уређају UC индикацију када не може и када може да прими шеснаестобитну бинарну реч, респективно. Вредношћу 1 сигнала CCP, трајања једне периоде сигнала такта, уређај UC шаље уређају P команду да треба да прими шеснаестобитну бинарну реч, при чему уређај UC то чини кад утврди да уређај P на статусној линији SPC држи вредност 1.

Уређај P паралелно шаље уређају UC две осмобитне бинарне речи по линијама података DPC_7..0 и DPC_15..8, при чему је бит 7 најстарији а бит 0 најмлађи бит прве речи, док је бит 15 најстарији а бит 8 најмлађи бит друге речи. За синхронизацију између уређаја P и UC користе се статусни сигнал SCP и управљачки сигнал CPC. Вредностима 0 и 1 сигнала SCP уређај UC шаље уређају P индикацију када не може и када може да прими шеснаестобитну бинарну реч, респективно. Вредношћу 1 сигнала CPC, трајања једне периоде сигнала такта, уређај P шаље уређају UC команду да треба да прими две осмобитне бинарне речи, при чему уређај P то чини кад утврди да уређај UC на статусној линији SCP држи вредност 1.

У случају коришћења меморијског модула потребно је обратити пажњу на капацитет модула тако да се не користи сувишан простор. Сматрати да су на располагању меморијски модули који имају стандардне улазе и излазе ($DI$, $DO$, $ADDR$, $\overline{RD}/WR$).

Потребно је обратити пажњу на могућа прекорачења приликом аритметичких операција, као и на могућа проширивања означених вредности на одговарајући број битова.

Претпоставити да се на почетку на статусним линијама SPA, SPC, SBP и SCP налазе вредности 0.

1. Нацртати структурну шему операционе јединице уређаја P.
2. Нацртати дијаграме тока управљачких сигнала операционе јединице и управљачке јединице уређаја P.
3. Нацртати структурну шему управљачке јединице уређаја P реализоване помоћу бројача корака и декодера и дати изразе за генерисање управљачких сигнала операционе и управљачке јединице уређаја P.

Решење

Дијаграм тока сигнала операционе јединице.

На шеми се налазе секвенцијални елементи:

• N - Осмобитни регистар који чува димензију низа.
• SC - Осмобитни регистар који служи као бројач корака при упису и слању низа.
• MEM - Меморија у којој се чува сам низ. Садржи 256 осмобитних речи.
• OUT - Шеснаестобитни регистар у ком се чува податак који треба да се шаље уређају B.
• SHC - Четворобитни регистар који служи као бројач битова при серијском слању резултата.

Датотека:ORT2 K1 2020 Dijagram operaciona.png

Дијаграм тока сигнала операционе јединице.

У Т0 се уписује број N у регистар N који представља димензију низа. У Т1 се иницијализује бројач корака чија вредност представља адресу где ће се сместити појединачни елемент низа. Упис у меморију се креће на горе, од N до 0. Када је уписан цео низ у меморију, онда од задњег елемента (уписан на адреси 0) се, елемент по елемент, обрађују вредности тако да се формира вредност елемента низа b која се одмах после израчунавања шаље. Вредност из меморије се инкрементира и шаље уређају C као обе 8-битни вредности које се множе. Одмах после, чим се то множење заврши и стигне у уређај P, смешта се у регистар OUT и серијски шаље уређају B. Кораци се броје помоћу SHC, који се иницијализовао у Т3, док је само слање у кораку T5. Након проласка кроз сваки елемент (доласка до адресе N), враћамо се на почетак.