ORT2/K1 2020

Postavka

Realizovati uređaj P za spregu između uređaja UA, UB i UC koji izvršava sledeću operaciju. Uređaj P treba od uređaja UA da primi osmobitnu binarnu neoznačenu reč N (N > 0), koja predstavlja dužinu niza A, a zatim i članove niza A (a[i], i = 0 .. (N - 1)). Članovi niza A su označene osmobitne binarne reči date u drugom komplementu. Nakon završenog čitanja niza A, uređaj P treba da pošalje serijski uređaju UB svaki član niza B. Članovi niza B (b[i]) su šesnaestobitne binarne reči u drugom komplementu gde je: $b[i] = \frac{(A[(N-1) - i] + 1)^2}{8}, i = 0 .. (N-1)$. Opisana operacija treba da se ponavlja ciklično.

U slučaju potrebe za aritmetičkim množenjem, uređaj P može da pošalje dva označena osmobitna operanda uređaju UC. Kada uređaj UC sračuna proizvod, uređaj P treba da prihvati šesnaestobitni označeni rezultat. Uređaji UA, P i UB treba da rade sinhrono na isti signal takta.

Uređaj UA paralelno šalje uređaju P osmobitne binarne reči po linijama podataka DAP_7..0, pri čemu je bit 7 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 osmobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CAP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UA šalje uređaju P komandu da treba da primi osmobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UA to čini kad utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPA drži vrednost 1.

Uređaj P serijski šalje uređaju UB šesnaestobitne binarne reči po linijama podataka DPB. Slanje se vrši počev od viših ka nižim bitovima. 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 jedan bit, respektivno. Vrednošću 1 signala CPB, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UB komandu da treba da primi jedan bit, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UB na statusnoj liniji SBP drži vrednost 1.

Uređaj UC paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne binarne reči po linijama podataka DCP_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja UC i P koriste se statusni signal SPC i upravljački signal CCP. Vrednostima 0 i 1 signala SPC uređaj P šalje uređaju UC indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CCP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UC šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UC to čini kad utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPC drži vrednost 1.

Uređaj P paralelno šalje uređaju UC dve osmobitne binarne reči po linijama podataka DPC_7..0 i DPC_15..8, pri čemu je bit 7 najstariji a bit 0 najmlađi bit prve reči, dok je bit 15 najstariji a bit 8 najmlađi bit druge reči. Za sinhronizaciju između uređaja P i UC koriste se statusni signal SCP i upravljački signal CPC. Vrednostima 0 i 1 signala SCP uređaj UC šalje uređaju P indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CPC, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UC komandu da treba da primi dve osmobitne binarne reči, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UC na statusnoj liniji SCP 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 ($DI$, $DO$, $ADDR$, $\overline{RD}/WR$).

Potrebno je obratiti pažnju na moguća prekoračenja prilikom aritmetičkih operacija, kao i na moguća proširivanja označenih vrednosti na odgovarajući broj bitova.

Pretpostaviti da se na početku na statusnim linijama SPA, SPC, SBP i SCP 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

Dijagram toka signala operacione jedinice.

Na šemi se nalaze sekvencijalni elementi:

• N - Osmobitni registar koji čuva dimenziju niza.
• SC - Osmobitni registar koji služi kao brojač koraka pri upisu i slanju niza.
• MEM - Memorija u kojoj se čuva sam niz. Sadrži 256 osmobitnih reči.
• OUT - Šesnaestobitni registar u kom se čuva podatak koji treba da se šalje uređaju B.
• SHC - Četvorobitni registar koji služi kao brojač bitova pri serijskom slanju rezultata.

Dijagram toka signala operacione jedinice.

U T0 se upisuje broj N u registar N koji predstavlja dimenziju niza. U T1 se inicijalizuje brojač koraka čija vrednost predstavlja adresu gde će se smestiti pojedinačni element niza. Upis u memoriju se kreće na gore, od N do 0. Kada je upisan ceo niz u memoriju, onda od zadnjeg elementa (upisan na adresi 0) se, element po element, obrađuju vrednosti tako da se formira vrednost elementa niza b koja se odmah posle izračunavanja šalje. Vrednost iz memorije se inkrementira i šalje uređaju C kao obe 8-bitni vrednosti koje se množe. Odmah posle, čim se to množenje završi i stigne u uređaj P, smešta se u registar OUT i serijski šalje uređaju B. Koraci se broje pomoću SHC, koji se inicijalizovao u T3, dok je samo slanje u koraku T5. Nakon prolaska kroz svaki element (dolaska do adrese N), vraćamo se na početak.