ORT2/K1 2021

Ovaj rok nije rešen. Pomozite SI Wiki tako što ćete ga rešiti.

Postavka IR

Realizovati uređaj P za spregu između uređaja UA, UMUL1, UMUL2, UDIV, i UB. Uređaj P treba od uređaja UA da primi niz A koji ima 128₁₀ elemenata. Elemnti niza A su šesnaestobitne neoznačene binarne reči realne vrednosti. Uređaju UB treba proslediti: $MAX\left(\frac{1}{A[i]^2}\right), i = 0 ...127$. Uzeti da se realni brojevi kodiraju sa fiksnim zarezom pri čemu se viših 10 bitova koristi za kodiranje celobrojne vrednosti, a nižih 6 za kodiranje decimalnog dela (npr predstava broja 10.75₁₀ je 0000001010,110000₂). Ukoliko je A[i]=0, onda za $\frac{1}{A[i]^2}$ smatrati da je jednako 1111111111,111111₂.

Uređaji UMUL1 i UMUL2 vrše množenje pri čemu operaciju množenja izvršavaju nasumični vremenski period (tako da nekada operaciju brže završi uređaj UMUL1, a nekada uređaj UMUL2). Smatrati da samo računanje množenja traje više od jednog signala takta. Za računanje $(A[i])^2$ treba koristiti uređaje i UMUL1 i UMUL2, dok za deljenje treba koristiti uređaj UDIV. Za element A[i], prilikom računanja $\frac{1}{A[i]^2}$, treba voditi računa o paralelizaciji rada uređaja UMUL1, UMUL2, UDIV, tako što bi trebalo da uređaju UMUL1, UMUL2, UDIV, što je više moguće rade (izvršavaju operaciju) u paraleli.

Uređaju U1, UMUL1, UMUL2, UDIV i UB treba da rade sinhrono na isti signal takta. Opisana operacija treba za se ponavlja ciklično.

Uređaj UA paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti 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 vrednost, 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 serijski šalje uređaju UB šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po liniji 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 šesnaestobitne reči, respektivno. Vrednošću 1 signala CPB, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UB komandu da treba da primi jedan bit šesnaestobitne, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UB na statusnoj liniji SBP drži vrednost 1.

Uređaj P šalje uređaju UMUL1/UMUL2 šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DPMUL1_15..0/DPMUL2_15..0 pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizacija između uređaja P i UMUL1/UMUL2 koriste se statusni signal SMUL1P/SMUL2P i upravljački signal CPMUL1/CPMUL2. Vrednostima 0 i 1 signala SMUL1P/SMUL2P uređaj UMUL1/UMUL2 šalje uređaju P indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu vrednost, respektivno. Vrednošću 1 signala CPMUL1/CPMUL2, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UMUL1/UMUL2 komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu vrednost, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UMUL1/UMUL2 na statusnoj liniji SMUL1P/SMUL2P drži vrednost 1.

Uređaj UMUL1/UMUL2 paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DMUL1P_15..0/DMUL2P_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja UMUL1/UMUL2 i P ne postoji poseban statusni signal, već samo postoji upravljački signal CMUL1P/CMUL2P. Vrednošću 1 signala CMUL1P/CMUL2P, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UMUL1/UMUL2 šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UMUL1/UMUL2 to čini kada izračuna operaciju množenja. Ako je uređaju P potreban rezultat operacije sa uređaja UMUL1/UMUL2, onda sam uređaj P treba da bude spreman da primi podatke koje dolaze po linijama DMUL1P_15..0/DMUL2P_15..0.

Uređaj P šalje uređaju UDIV dve šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DPDIV_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit i DPDIV_31..16, pri čemu je bit 31 najstariji a bit 16 najmlađi bit. Za sinhronizacija između uređaja P i UDIV koriste se statusni signal SDIVP i upravljački signal CPDIV. Vrednostima 0 i 1 signala SDIVP uređaj UDIV šalje uređaju P indikaciju kada ne može i kada može da primi dve šesnaestobitne binarne vrednosti, respektivno. Vrednošću 1 signala CPDIV, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UDIV komandu da treba da primi dve šesnaestobitne binarne vrednost, pri čemu uređaj P to čini kad utvrdi da uređaj UDIV na statusnoj liniji SDIVP drži vrednost 1.

Uređaj UDIV paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DDIVP_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja UDIV i P koriste se statusni signal SPDIV i upravljački signal CDIVP. Vrednostima 0 i 1 signala SPDIV uređaj P šalje uređaju UDIV indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CDIVP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UDIV šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UDIV to čini kad utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPDIV 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, not(RD)/WR). Od komparatora, oduzimača i sabiarača smatrati da su dostupni samo šesnaestorazredni moduli koji vrše operacije nad šesnaestobitnim celim neoznačenim binarnim vrednostima.

Pretpostaviti da se na početku na statusnim linijama SPA, SPB, SMUL1P, SMUL2P, SPMUL1, SPMUL2, SDIVP i SPDIV 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. Smatrati da se u brojaču koraka na početku nalazi vrednost 0.

Postavka SI

Realizovati uređaj R za spregu između uređaja UA, USIN, UCOS i UB koji izvršava sledeću operaciju. Uređaj P treba od uređaja UA da primi niz A koji ima 128₁₀ elemenata. Elementi iiza A su šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti. Uređaju UB treba proslediti $MAX(tg({A[i]})), i = 0 ...127$. Uzeti da se realni brojevi kodiraju sa fiksnim zarezom pri čemu se viših 10 bita koristi za kodiranje celobrojne vrednosti, dok nižih 6 bitova se koristi za kodiranje decimalnog dela (npr. predstava broja 10.75₁₀ je 0000001010,110000₂). Za računanje $tg({A[i]})$ koristiti formulu $tg({A[i]})=\frac{\sin{A[i]}}{\cos{A[i]}}$. Ukoliko je $\cos({A[i]})=0$, onda za $tg(A[i])$ smatrati da je jednako 1111111111,111111₂.

Za računanje $\sin({A[i]})$ i $\cos({A[i]})$ treba koristiti uređaje USIN, UCOS, respektivno, dok za deljenje treba koristiti uređaj UDIV. Za element $A[i]$, prilikom računanja $tg({A[i]})$ treba voditi računa o paralelizaciji rada uređaja USIN, UCOS, UDIV, tako što bi trebalo da uređaji USIN, UCOS, UDIV što je više moguće rade (izvršavaju operaciju) u paraleli.

Uređaji UA, USIN, UCOS, UDIV i UB treba da rade sinhrono na isti sngnal takta. Opisana operacija treba da se ponavlja ciklično.

Uređaj UA paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti 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 iidikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu vrednost, respektivno. Vrednošću 1 signala CAP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UA šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu vrednost, pri čemu uređaj UA to čini kada utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPA drži vrednost 1.

Uređaj P serijski šalje uređaju UB šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po liniji 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 šesnaestobitne reči, respektivno. Vrednošću 1 signala CPB trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UB komandu da treba da primi jedan bit šesnaestobitne reči, pri čemu uređaj P to čini kada utvrdi da uređaj UB na statusnoj liniji SBP drži vrednost 1.

Uređaj P paralelno šalje uređaju USIN / UCOS šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DPSIN_15..0 / DPCOS_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja P i USIN / UCOS koriste se statusni signal SSINP / SCOSP i upravljački signal CPSIN / CPCOS. Vrednostima 0 i 1 signala SSINP / SCOSP uređaj USIN / UCOS šalje uređaju 1 indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu bnnarnu vrednost, respektivno. Vrednošću 1 sngnala CPSIN / CPCOS, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju USIN / UCOS komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu vrednost, pri čemu uređaj P to čini kada utvrdi da uređaj USIN / UCOS na statusnoj liniji SSINP / SCOSP drži vrednost 1.

Uređaj USIN / UCOS paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DSINP_15..0 / DCOSP_15..0 pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja USIN / UCOS i P koriste se statusni signal SPSIN / SPCOS i upravljački signal CSINP / CCOSP. Vrednostima 0 i 1 signala SPSIN / SPCOS uređaj P šalje uređaju USIN / UCOS indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CSINP / CCOSP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj USIN / UCOS šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj USIN / UCOS to čini kada utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPSIN / SPCOS drži vrednost 1.

Uređaj P paralelno šalje uređaju UDIV dve šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DPDIV_15..0 pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit i po linijama podataka i DPDIV_32..16, pri čemu je bit 32 najstariji a bit 16 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja P i UDIV koriste se statusni signal SDIVP i upravljački signal CPDIV. Vrednostima 0 i 1 signala SDIVP uređaj UDIV šalje uređaju P indikaciju kada ne može i kada može da primi dve šesnaestobitne binarne vrednosti, respektivno. Vrednošću 1 signala CPDIV, trajanja jedne periode signala takta, uređaj P šalje uređaju UDIV komandu da treba da primi dve šesnaestobitne binarne vrednosti, pri čemu uređaj P to čini kada utvrdi da uređaj UDIV na statusnoj liniji SDIVP drži vrednost 1.

Uređaj UDIV paralelno šalje uređaju P šesnaestobitne neoznačene binarne realne vrednosti po linijama podataka DDIVP_15..0, pri čemu je bit 15 najstariji a bit 0 najmlađi bit. Za sinhronizaciju između uređaja UDIV i P koriste se statusni signal SPDIV i upravljački signal CDIVP. Vrednostima 0 i 1 signala SPDIV uređaj P šalje uređaju UDIV indikaciju kada ne može i kada može da primi šesnaestobitnu binarnu reč, respektivno. Vrednošću 1 signala CDIVP, trajanja jedne periode signala takta, uređaj UDIV šalje uređaju P komandu da treba da primi šesnaestobitnu binarnu reč, pri čemu uređaj UDIV to čini kada utvrdi da uređaj P na statusnoj liniji SPDIV 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, not(RD)/WR). Od komparatora, oduzimača i sabirača smatrati da su dostupni samo šesnaestorazredni moduli koji vrše operacije nad šesnaestobitnim celim neoznačenim binarnim vrednostima.

Pretpostaviti da se na početku na statusnim linijama SPA, SBP, SSINP, SPSIN, SCOSP, SPCOS, SDIVP i SPDIV 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. Smatrati da se u brojaču koraka na početku nalazi vrednost 0.

Rešenje

Dostupno je delimično rešenje zadatka za SI od Filipa Hadžića: [1] [2] [3]