234262

שאלת חזרה

בקר ומסלול נתונים

– בקר ומסלול-נתונים9שאלה נתונה המערכת הבאה של בקר ומסלול נתונים.

ADDER. ה-n הם ברוחב DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2מחבר מודולו

COMPARE על 1 הוא רכיב צירופי המשדר EQ אםם שני הקלטים שלו שווים.

. B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי ?END כאשר המערכת תגיע למצב Aמה יהיה ערכו של

ADDER

LDBB

EQ

LDA A

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

A+B

S1

S2

S4

S5

S3

COMPARE

10:14 PM

ADDER

LDB

BLDA

A

A+B

EQ

COMPARE

אות הסטטו

ס

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQ

S1

S2

S5

S3

S4

10:14 PM

EQ

ADDER

LDB

BLDA

A

A+B

EQ

COMPARE

אות הסטטו

ס

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

S1

S2

S5

S3

S4

EQ תלוי B ו-Aבערכי

של המחזור הקודם

EQ תלוי B ו-Aבערכי

של המחזור הקודם

10:14 PM

ADDER

LDBB

EQ

LDA A

A+B

הם DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2 מחבר מודולו ADDER. ה-nברוחב

COMPARE על 1 הוא רכיב צירופי המשדר EQ.אםם שני הקלטים שלו שווים

. B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי כאשר המערכת תגיע Aמה יהיה ערכו של

?ENDלמצב

COMPARE

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQ

EQ

S1

S2

S5

S3

S4

EQ = (Aprev == Bprev)

EQ = (Aprev == Bprev)

Aprev = __ Bprev =__

10:14 PM

CycleCSLDALDBABA+BEQNS

1S1001230S22S2111230S43S4013361S54S5003690

LDA

LDB

Start

LDBLDA

END

EQEQ

S1

S2

S4

S5

S3

ADDER

LDBB

EQ

LDA A

A+B

הם DPכל הקווים העבים בשרטוט ה .n2 מחבר מודולו ADDER. ה-nברוחב COMP על 1 הוא רכיב צירופי המשדר

EQ.אםם שני הקלטים שלו שווים . B=2 ו A=1נתון שבמצב התחלתי

כאשר המערכת Aמה יהיה ערכו של ?ENDתגיע למצב

COMPARE

10:14 PM

234262

6תרגול

בקר ומסלול נתונים

חלק שני

Ben lee Volk

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

ביטים.N ברוחב b ו-aקלט: שני מספרים טבעיים,

פלט: המחלק המשותף המקסימלי שלהם.

ציוד:

gr, eq, ltמחסר בעל שלוש אותות בקרה, •gr=1 אם ורק אם X>Yeq=1 אם ורק אם X=Y

lt=1 אם ורק אם X<Y

N ברוחב B ו-Aשני רגיסטרים •

נתב אוניברסלי•

eqX Y

grlt

N N

N

X-Y

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

.B ו-A נמצאים ברגיסטרים b ו-aבמצב ההתחלתי, המספרים

.Aהתוצאה תתקבל ברגיסטר

תוכנית הפעולה של מסלול הנתונים:

Cycle 1: If (A<B) B←B-A. If (A<B) go to 1. If (A=B) go to 3.

Cycle 2 : If (B<A) A←A-B If (B<A) go to 2. If (A=B) go to 3. Else, go to 1.

Cycle 3: End.

בחישוב משתתפים הערכים המקוריים של הרגיסטרים, כולל כל .IFתנאי ה-

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

תרשים הזרימה של מסלול הנתונים:

If (A<B) B←B-A If (B<A) A←A-B

End

A<B A>B

A=BA=B

B>A

B<A

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

:DPה-

eqX Y

grlt

A B LoadBLoadA

M2M1

X-Y

3 2 1 0

סדר הכניסות בבוררים:

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

דיאגרמת המצבים של הבקר

M1 = 0M2 = 1

If (gr) LoadB

M1 = 1M2 = 0

If (gr) LoadA

gr

eq

lt

eq

gr

lt

חישוב מחלק משותף מקסימלי (האלגוריתם של אוקלידס)

דיאגרמת המצבים של הבקר

M1 = 0M2 = 1

If (gr) LoadB

M1 = 1M2 = 0

If (gr) LoadA

gr

eq

lt

eq

gr

ltM1 = 0M2 = 1

M1 = 1M2 = 0

3אופן פעולה וחלק מדיאגרמת מצבים של הבקר.DPנתון חלק מ-

LoadAM5 = 0

M5 = 0LoadB

X Y

zero

A B LoadB

M5

ADDER

מחזורי שעון.2נניח שהשהייה של המחבר היא

3אופן פעולה :1בעייה

, ומתי הם M5לא ידוע מהיכן מגיעים האותות הנוספים לבורר תקפים.

הפתרון:

נדרוש שכל הבוררים במערכת יהיו בוררים אדישים.

3אופן פעולה :2בעייה

כל אותות הכניסה של המחבר חייבים להיות תקפים לאורך שני חייב להיות M5מחזורי שעון, ולכן גם אות הבקרה של הבורר

שבין שני Aתקף במשך שני מחזורי שעון, אפילו בקטע המחזורים.

זוהי בעייה כללית: אותות בקרה של בוררים או אותות הוראה ליחידות חישוביות שההשהייה שלהן ארוכה ממחזור השעון

נדרשים לעיתים להיות תקפים במשך מספר מחזורים.

אותות בקרה ארוכים.נאמר שאותות בקרה כאלו הם

2 – פתרון בעייה 3אופן פעולה ) או Hazardספחת שער של (FF מעברים עודף משמעותה

בפלט.ספחת סטטית נספחת לפלט האמור להיות יציב.

ב- סטטית שבקטע FFספחת פירושה A מספר מבצע הפלט מעברים וחוזר לערכו המקורי.

יציב FF אם במקרה זה ה-חסר ספחות סטטיותהוא -FF נאמר ש.Aגם בקטע

שכל נניח צויין FFמעתה אם אלא סטטיות, ספחות חסר הוא במפורש אחרת.

2 – פתרון בעייה 3אופן פעולה :2הפתרון לבעייה

קידוד) (בלי יאוחסנו ישירות אותות הבקרה הארוכים וישודרו מרגיסטר המצב שבבקר.

2 – פתרון בעייה 3אופן פעולה

N.SComb.Logic

State

Register

OutputComb.Logic

אותות סטטוס

אותות בקרה ארוכים ואותות

בקרה נוספים

N.SComb.Logic

State

Register

OutputComb.Logic

אותות סטטוס

אותות בקרה נוספים

אותות בקרה ארוכים

3אופן פעולה :3בעייה

מוצאי המחבר יהיו תקפים רק כעבור שני מחזורי שעון. לכן, כעבור מחזור שעון אחד מתחילת החישוב, מוצאי המחבר ובפרט אות

יהיו מזוהמים.ZEROהסטטוס כלומר, הכניסות לבקר לא יהיו תקפות ועל כן יתכן שהבקר

יאחסן ערך לא לוגי ברגיסטר המצב.

בתנאים , הפתרון מבוסס על רכיב הנקרא מחסום, שמטרתו לחסום מעבר של זיהום לתוך הבקר.,מסוימים

:לרכיב שתי כניסות ויציאה אחת כדלקמן.OUT ל – IN, הרכיב מעביר את ENABLE=1כאשר , למשל את OUT, הרכיב משדר ערך לוגי קבוע על ENABLE=0כאשר .0הערך

OUTIN

ENABLE

3 – פתרון בעייה 3אופן פעולה

את המחסום ניתן לממש ע"י בורר אדיש (איך?)

ומתן אותות בקרה ALU של ה-ZEROחיבור הרכיב לאות הסטטוס , יבטיחו שהזיהום לא ייכנס לבקר.Enableמתאימים מהבקר ל-

LoadAM5 = 0

M5 = 0EnableLoadB

X Y

zero

A B LoadB

M5

ADDER

ENABLE

3 – פתרון בעייה 3אופן פעולה

של רגיסטרים מותנים, נסמן אותות Loadמוסכמת סימון: בדומה לאותות Enable-1 של מחסומים בדיאגרמת המצבים רק כאשר ערכם שווה ל.