ORT2/K1 2018

Postavka

Realizovati uređaj P za spregu između uređaja UA i UB koji izvršava sledeću operaciju. Uređaj P treba od uređaja UA da paralelno primi neoznačenu reč N, koja predstavlja dužinu niza A, a zatim i članove niza A (a[i]). Smatrati da je N paran broj i da ne može biti jednak nuli. Članovi niza A su označene šesnaestobitne binarne reči date u drugom komplementu. Nakon završenog čitanja niza A, uređaj P treba da pošalje uređaju UB niz B koji ima duplo manje članova nego niz A. Članovi niza B (b[i]) su četrnaestobitne označene reči u drugom komplementu gde je: $b[i] = \frac{a[i] + a[(N - 1) - i]}{4}, i = 0..\left( \frac{N}{2} - 1\right)$. Opisana operacija treba da se ponavlja ciklično. Uređaji UA, P i UB treba da rade sinhrono na isti signal takta.

Uređaj UA šalje uređaju P šesnaestobitne binarne reči po linijama podataka DAP_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja UA i P koriste se statusni signal SPA i upravljački signal CAP. Vrednostima 0 i 1 signala SPA uređaj P šalje uređaju UA indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CAP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UA šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UA to čini kad utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPA drži vrednost 1.

Uređaj P šalje paralelno uređaju UB četrnaestobitnu binarnu reč po linijama podataka DPB_13..0, pri čemu je bit 13 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja P i UB koriste se statusni signal SBP i upravljački signal CPB. Vrednostima 0 i 1 signala SBP uređaj UB šalje uređaju P indikaciju kada ne može i kada može da primi četrnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CPB, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UB komandu da treba da primi četrnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UB na statusnoj liniji SBP drži vrednost 1.

U slučaju korišćenja memorijskog modula potrebno je obratiti pažnju na kapacitet modula tako da se ne koristi suvišan prostor. Smatrati da su na raspolaganju memorijski moduli koji imaju standardne ulaze i izlaze ($DI$, $DO$, $ADDR$, $\overline{RD}/WR$).

Pretpostaviti da se na početku na statusnim linijama SPA i SBP nalaze vrednosti 0.

1. Nacrtati strukturnu šemu operacione jedinice uređaja P.
2. Nacrtati dijagrame toka upravljačkih signala operacione jedinice i upravljačke jedinice uređaja P.
3. Nacrtati strukturnu šemu upravljačke jedinice uređaja P realizovane pomoću brojača koraka i dekodera i dati izraze za generisanje upravljačkih signala operacione i upravljačke jedinice uređaja P.

Rešenje

Objašnjenje: S obzirom na to da se sabiraju parovi brojeva, moguće je koristiti duplo manju memoriju od veličine prosleđenog niza. Pošto brojač kreće od 0, zbog toga u A učitavamo N/2 - 1. Prvih N/2 iteracija samo učitavamo elemente. Zatim, u sledećih N/2, paralelno učitavamo i koristimo mogućnost da nam memorija na izlazu ima ono što je trenutno na adresi i da to u istom taktu i pregazimo. Tako ovde pročitamo podatak na adresi, saberemo ga sa trenutnim članom koji nam dolazi od uređaja A i onda to upišemo na istu tu adresu. Deljenje sa 4 je ekvivalentno kao da dva puta šiftujemo udesno, zato se pri slanju podataka uređaju B, šalju samo bitovi od 15 do 2.

Šema uređaja P

Dijagram toka signala operacione jedinice

Napomene: Asistent je na konsultacijama dao idejno rešenje koje je autor detaljnije razradio na slikama iznad. Najoptimalnije rešenje koristi N/2 memorije. Rešenje dostupno na RTI Mega stoga nije najoptimalnije. Ova vrsta neoptimalnosti nosila je -2 do -3 poena.