Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Проектирование цифровых систем на VHDL (2003) (1095892), страница 62
Текст из файла (страница 62)
6.19. Структурная схема вычислителя специальной функции Каждый из компонентов может быть реализован как конечный автомат. Определим названия для сигналов, которыми обмениваются компоненты (табл. 5.7). Таблица б.7. Обозначения сигналов Обозначение сигнала Наименование сигнала Подтверждение идентификатора функции Идентификатор функции Идентификатор ведущего устройства, выдавшего зада- ние, передается из компонента ведомого устройства в функциональный компонент к аепсг гипс суре япавсек з.е иден ряд фун вр риде льтв ие ьнопг нтв Практика применения МНО).
ЗЗЗ Таблица б. 7 (окончание) Обозначение сигнала Наименование сигнала Подтверждение значения аргумента Значение аргумента Состояние функционального компонента Подтверждение результата а яепгт агу иа1ие ясасе яепст Идентификатор ведущего устройства, выдавшего зада- ние, передается из функционального компонента в ком- понент ведущего устройства игпаясег Ьгт Значение результата гея ча1ие В названиях портов функционального компонента к именам соответствующих сигналов (табл. 5.7) добавляется префикс 1. В названиях портов ведущего устройства к именам сигналов добавляется префикс яь В названиях портов ведомого устройства к именам сигналов добавляется префикс я, этот же префикс добавляется к именам портов, образующим интерфейс ведомого устройства. С точки зрения компонента ведомого устройства, функциональный компонент может находиться или в состоянии ожидания очередного задания— тоьв, или в состоянии обработки очередного задания — ноак.
Тип, соответствующий этому множеству состояний, описан в пакете тя р. ьхре г ясасея зя (тпьв, нокк); Рассмотрим конечный автомат, соответствующий функциональному компоненту. Граф состояний, соответствующий этому конечному автомату, приведен на рис. 5.20. Этот автомат включает в себя пять состояний. В состоянии тпьв функциоизльный компонент не выполняет каких-либо функций, он ждет команды на вычисление функции. Если компонент ведомого устройства устанавливаЕт СИГНаЛ Г яепб= 1, ЭтО уКаЗЫВаЕт фуНКцИОНаЛЬНОМу КОМПОНЕНту, ЧтО Начался прием очередного задания. Компонент переходит в состояние в ьоск, я зашелкивает идентификатор функции и идентификатор ведущего устройства.
По сигналу а яепгт='1' от компонента ведомого устройства он переходит в состояние л ьоск и зашелкивает значение аргумента. В следующем такте автомат переходит в состояние сопит, в котором выполняет вычисление результата функции. После завершения вычислений автомат переходит в состояние и ввя, в котором передает результат и идентификатор ведущего устройства в компонент ведущего устройства. Текст описания этого компонента приведен в листинге 5.12. Глава 5 реп 1РРЕ => йй йй яепт(= 1' ГЬеп сй пяпаие<=К 1.0СК; е1ве сй пяиапе<=1РЬЕ; епб 1й; йяепт)<='О';йппаяпет Ы<=(оГЬегв=>'О') з йтея ча1ие <=(оФЬегв=>'О')з йясасе<=1Рье; реп Е 1.0СК => йй йа яепт)='1' Мзеп сй пяйапе<=в. 10СК; е1ве сй пяпайе<йр 10СКз ~зй ййз йяепб<='О';йпкпаясет Ы<=(оГЬегв=>'О')з йтея ча1ие<=(опЬегв=>'О')з йяйапе<=ИОРК; мЬеп А 1.0СК => сй пяпапе<=С01ЛЯТз йяепд<='О';йппаяйет Ы<=(оГЬегв=>'О')з йтея ча1ие<=(оГЬегв=>'О')з йяиапе<=З(РВКз ътЬеп СОО)ЗТ => йй сои>О ГЬеп сй пяйапе<=СРОЗ)ТЗ е1ве сй пвйапе<=З( ВЕЕР йй; йяепд<='О'зйппзаяпет Ы<=(о гв=>' '); йтев ча1ие<=(оСЛетя=>'О')з йяиаие<=ИРЕКз еЬеп И ВЕЗ => сй пяпаие<=1РРЕз йяепз3<=' 1'з йппаяпет ззЫ<=ззаяп Ы; йтея ча1ие =сати япт3 1одз'.с чесиот(тея,32); йяиайе<=ХОБКз мпеп оФЬегв => сй пяпапе<=1РРЕз йяепт)<='О';йяпаяиег Ы<=(оПЬегв=>'О')з йзея ча1ие<=(оГЬегв=>'О'); йяиайе<=1РРЕз еп6 саве; езз6 ргооевв р сипят р сои: ргооевв (йтеяес,йс1)с) йй йтеяеи='О' ГЬеп сои<=О; е1ве йй йс1К='1' вззо йс1)т'ечепй ГЬеп йй сй ясасе=)з.
(.Оск гьеп сои<=5; е1ве йй сй яиапе=ССОЕТ апй( сои>О ГЬеп сои<=сои-1з епб 1й; епо йй; еаза ргооевв р соиз р соипс: ргосевв (сои,атд) чаг1аЪ1е чагд:папита1; йй сои=5 пЬеп чатдз=сопч йппедет(атд,32); Практика применения ЧНР1 сазе сопч гпгедег(г Ыепг,32) Ав Вьвп 1 => гав<=70; †гав<=1<чаг(1/2)'чагд*чагд; чьап 2 => гез<=чагд- (1/б)"чагд<чагд>чагд+(1!120)*чагд*чагд*чагд*чагд*чагд; ввез 3 => газ<=1-(1/2)*чагд*чагд+(1/24)"чагд"чагд*чагд"чагд; авап 4 => гез<=чагд-(1!2)*чагд*чагд+(1!3)'чагд*чагд*чагд; ваап оепвгв => гав<=0; впс савв епв 1Я; ваа ргосввв р соипс; епй агсйаевсепгв гг1; Рассмотрим это описание.
Внутри описания архитектуры определен новый перечислимый тип 1пзгаге, он определяет множество состояний конечного автомата. Сигналы се агапа и сг пвгага, принадлежашие этому типу, используются для хрцнения текушего и следуюшего состояния автомата. Сигналы тазг 1с), г 1<)апг и агд используются для зашелкивания идентификатора ведущего устройства, а также идентификатора функции и аргумента, поступающих в функциональный модуль от компонента ведомого устройства.
Сигнал сои используется как счетчик времени вычисления функции. Процесс р агате используется для определения очередного состояния автоИата. ПО СИГНаЛу Ггазас аВтОМат ПЕрЕХОдИт В НаЧаЛЬНОЕ СОСтсяНИЕ грвл. Если этот сигнал находится в неактивном состоянии, то по восходящему фронту сигнала тактирования осуществляется переход в следуюшее состояние. ПрОцЕСС с)аса 1оск ПрЕдНаЗНаЧЕН дЛя ЗаШЕЛКИВаНня ВХОДНЫХ даННЫХ. ЗаШЕЛ- кивание данных осушествляется по восходяшему фронту сигнала тактирования.
Если следуюшее состояние г ьоск, то выполняется зашелкивание значения идентификатора функции и идентификатора ведушего устройства. Если следуюшее состояние л ьоск, то выполняется зашелкивание аргумента. Процесс р опгв предназначен для определения значений выходных сигналов и следующего состояния автомата. Процессы р соп и р поппе предназначены для поведенческого моделирования вычисления функции.
В процессе р соп определяется значение сигнала ссп, на основе которого в процессе р опгв определяется переход из состояния сопит в состояние н авз, т. е. количество тактов, необходимое для вычисления значения функции. Процесс р поппе используется для вычисления значения функции. В приведенном листинге идентификатору функции ' 1' соответствует экспоненциальная функция, функции ' 2 ' 41п(х), фуихцнн ' 3 ' — сов (х), фуНКцИИ '4 — ЛОГарнфМИЧЕСКая фуНКцИя. Для их вычисления применяются степенные ряды. Приведенное описание ззв Глава 5 Компонент ведомого устройства Рассмотрим конечный автомат, соответствуюший компоненту ведомого уст- ройства. Граф конечного автомата приведен на рис. 5.2!.
Ю1.ЕМ вепб='О', цспс 1уре =х, ва верб ='ОС ваго хаЬе=х, ьграеег М = х ьеабу = '1', вгеьр = ОКАУ;~пса!а = х, мРЬ О ьве1 = 'Г апб йЕАСУ е Г аПО ввга1е = УУОЯК ч вье1 = '1' апб вв1а1е МОСЕ апб ЯЕАСУ ат апб ьепге = '1' й В1 М мпб = О, вмпс 1уре = х, ва вепб ='О', ваго хвЬе=х, ьпав1ег Ы = х вгеабу = 'ОС вгевр = ЯЕТРУ, ьгбам=х, рв=а й 32 и Ьепб='ОС вмпс 1уре =х, ьа вепб ='ОС ьвгд ха1ив= х, ьгпамег И = х. вгеабу= Г,ьевр=йетйт, впва1а = х, вагап = О вггвпв М 1ОСЕ апб вггапв М ВОВУ ваам = 1ССЕ апб ЯЕАСУ = '1' Анс вууя1те = 'О' О А' и верб = 'О', ьыпс 1уре =х, ьв вепб= '1', ваго хаЬе = х, ьгпав1аг И = х. вгеабу = '12 вгевр = ОКАУ, вгба1а = х, варн = О Рис.
5.22. Граф конечного автомата компонента ведомого устройства может использоваться только для поведенческого моделирования. Синтез вычислителя по такому алгебраическому описанию не поддерживается Роипс!аг!оп Ехргея. Для синтеза необходимо описать или использовать готовые компоненты, предназначенные для выполнения функции деления. Поскольку на этапе получения задания не происходит контроля поступаюшего идентификатора функции, то в этом процессе, при получении неправильного идентификатора функции, результату просто присваивается О. Практика применения УНТ 339 Если ведомое устройство не выбрано для участия в очередном запросе, оно находится в состоянии гоьа. Если ведомое устройство получает от арбитра шины АНВ сигнал выборки и при этом авлпх= г', то ведомое устройство анализирует управляющие сигналы от ведущего устройства, а также состояние функционального компонента.
Здесь имеется в виду сигнал, выдаваемый ведомым устройством, участвующим в предыдущем обмене; авлпх= 1 указывает на то, что началась фаза адреса нового обмена. Если от ведущего устройства поступает команда чтения, это рассматривается как ошибка, ведомое устройство переходит в состояние ошибки а з. Если от ведущего устройства поступает команда записи, но функциональный компонент находится в состоянии вычисления функции, то ведомое устройство переходит в состояние к в~, в котором выдает подтверждение ватку, указывающее ведущему устройству на то, что запрос должен быть отложен, поскольку устройство занято. Возможна также выдача подтверждения ввьгт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
