ОРТ2/К1 2021

Овај рок није решен. Помозите SI Wiki тако што ћете га решити.

Поставка

Реализовати уређај P за спрегу између уређаја UA, UMUL1, UMUL2, UDIV, и UB. Уређај P треба од уређаја UA да прими низ А који има 128₁₀ елемената. Елемнти низа А су шеснаестобитне неозначене бинарне речи реалне вредности. Уређају UB треба проследити: $MAX(\frac{1}{A[i]^2}), i = 0 ...127$. Узети да се реални бројеви кодирају са фиксним зарезом при чему се виших 10 битова користи за кодирање целобројне вредности, а нижих 6 за кодирање децималног дела (нпр представа броја 10.75₁₀ је 0000001010,110000₂). Уколико је A[i]=0, онда за $\frac{1}{A[i]^2}$ сматрати да је једнако 1111111111,111111₂.

Уређаји UMUL1 и UMUL2 врше множење при чему операцију множења извршавају насумични временски период (тако да некада операцију брже заврши уређај UMUL1, а некада уређај UMUL2). Сматрати да само рачунање множења траје више од једног сигнала такта. За рачунање $(A[i])^2$ треба користити уређаје и UMUL1 и UMUL2, док за дељење треба користити уређај UDIV. За елемент A[i], приликом рачунања $\frac{1}{A[i]^2}$, треба водити рачуна о паралелизацији рада уређаја UMUL1, UMUL2, UDIV, тако што би требало да уређају UMUL1, UMUL2, UDIV, што је више могуће раде (извршавају операцију) у паралели.

Уређају U1, UMUL1, UMUL2, UDIV и UB треба да раде синхроно на исти сигнал такта. Описана операција треба за се понавља циклично.

Уређај UA паралелно шаље уређају P шеснаестобитне неозначене бинарне реалне вредности по линијама података DAP_15..0, при чему је бит 15 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 шеснаестобитну бинарну вредност, респективно. Вредношћу 1 сигнала CAP, трајања једне периоде сигнала такта, уређај UA шаље уређају P команду да треба да прими шеснаестобитну 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 неозначене бинарне реалне вредности по линији 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 шеснаестобитне речи, респективно. Вредношћу 1 сигнала CPB, трајања једне периоде сигнала такта, уређај P шаље уређају UB команду да треба да прими један бит шеснаестобитне, при чему уређај P то чини кад утврди да уређај UB на статусној линији SBP држи вредност 1.

Уређај P шаље уређају UMUL1/UMUL2 шеснаестобитне неозначене бинарне реалне вредности по линијама података DPMUL1_15..0/DPMUL2_15..0 при чему је бит 15 најстарији а бит 0 најмлађи бит. За синхронизација између уређаја P и UMUL1/UMUL2 користе се статусни сигнал SMUL1P/SMUL2P и управљачки сигнал CPMUL1/CPMUL2. Вредностима 0 и 1 сигнала SMUL1P/SMUL2P уређај UMUL1/UMUL2 шаље уређају P индикацију када не може и када може да прими шеснаестобитну бинарну вредност, респективно. Вредношћу 1 сигнала CPMUL1/CPMUL2, трајања једне периоде сигнала такта, уређај P шаље уређају UMUL1/UMUL2 команду да треба да прими шеснаестобитну бинарну вредност, при чему уређај P то чини кад утврди да уређај UMUL1/UMUL2 на статусној линији SMUL1P/SMUL2P држи вредност 1.

Уређај UMUL1/UMUL2 паралелно шаље уређају P шеснаестобитне неозначене бинарне реалне вредности по линијама података DMUL1P_15..0/DMUL2P_15..0, при чему је бит 15 најстарији а бит 0 најмлађи бит. За синхронизацију између уређаја UMUL1/UMUL2 и P не постоји посебан статусни сигнал, већ само постоји управљачки сигнал CMUL1P/CMUL2P. Вредношћу 1 сигнала CMUL1P/CMUL2P, трајања једне периоде сигнала такта, уређај UMUL1/UMUL2 шаље уређају P команду да треба да прими шеснаестобитну бинарну реч, при чему уређај UMUL1/UMUL2 то чини када израчуна операцију множења. Ако је уређају P потребан резултат операције са уређаја UMUL1/UMUL2, онда сам уређај P треба да буде спреман да прими податке које долазе по линијама DMUL1P_15..0/DMUL2P_15..0.

Уређај P шаље уређају UDIV две шеснаестобитне неозначене бинарне реалне вредности по линијама података DPDIV_15..0, при чему је бит 15 најстарији а бит 0 најмлађи бит и DPDIV_31..16, при чему је бит 31 најстарији а бит 16 најмлађи бит. За синхронизација између уређаја P и UDIV користе се статусни сигнал SDIVP и управљачки сигнал CPDIV. Вредностима 0 и 1 сигнала SDIVP уређај UDIV шаље уређају P индикацију када не може и када може да прими две шеснаестобитне бинарне вредности, респективно. Вредношћу 1 сигнала CPDIV, трајања једне периоде сигнала такта, уређај P шаље уређају UDIV команду да треба да прими две шеснаестобитнe бинарне вредност, при чему уређај P то чини кад утврди да уређај UDIV на статусној линији SDIVP држи вредност 1.

Уређај UDIV паралелно шаље уређају P шеснаестобитне неозначене бинарне реалне вредности по линијама података DDIVP_15..0, при чему је бит 15 најстарији а бит 0 најмлађи бит. За синхронизацију између уређаја UDIV и P користе се статусни сигнал SPDIV и управљачки сигнал CDIVP. Вредностима 0 и 1 сигнала SPDIV уређај P шаље уређају UDIV индикацију када не може и када може да прими шеснаестобитну бинарну реч, респективно. Вредношћу 1 сигнала CDIVP, трајања једне периоде сигнала такта, уређај UDIV шаље уређају P команду да треба да прими шеснаестобитну бинарну реч, при чему уређај UDIV то чини кад утврди да уређај P на статусној линији SPDIV 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, not(RD)/WR). Од компаратора, одузимача и сабиарача сматрати да су доступни само шеснаесторазредни модули који врше операције над шеснаестобитним целим неозначеним бинарним вредностима.

Претпоставити да се на почетку на статусним линијама SPA, SPB, SMUL1P, SMUL2P, SPMUL1, SPMUL2, SDIVP и SPDIV 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.