2007/10/30 輸入一個數n執行n!的動作

N!的基本原理：N!的動作為N*(N-1)*(N-2)...*1，以N=5為例，5!=1*5*4*3*2*1，首先先設定初始值，將mul=1、k=x=5，先判斷k是否大於0，成立則開始作mul=mul*k、k=k-1的動作，mul=mul*k主要是在乘法的動作，積會被當成下一次乘法動作的被乘數，k=k-1則是在控制乘數，每做一次乘法的動作會將乘數減一。持續回圈的動作直到K＝０為止。動作如下圖：



參考先前所做過的行為層模式的乘法器，來做乘法的動作，另外再加上一個判斷指令及減法動作來做k=k-1的動作。(r3>=1 |pb)是在做判斷k是否大於0，COMPUTE_1是在做k=k-1的動作，(r5>=1)與COMPUTE_2則是我們先前的乘法器動作。下圖為根據N!的基本原理所推導出來的ASM圖。



修改過後的程式碼
r4 <= @(posedge sysclk) x;
r3 <= @(posedge sysclk) x;
ready = 1;
if (pb)
while(r3>=1)
r3 <= @(posedge sysclk) r3-1;
r5 <= @(posedge sysclk) r3;
r2 <= @(posedge sysclk) r4; //r4
r6 <= @(posedge sysclk) 0;
while (r5 >= 1)
r5 <= @(posedge sysclk) r5 -1;
r6 <= @(posedge sysclk) r2 + r6;
r4 <= @(posedge sysclk) r6;

經過執行後的結果

2007/10/30 除法機改乘法機結構化

將之前的混合模式改成存結構化,由之前的ASM圖可推導出下面的真值表

經由卡諾圖求出各個輸出的方程式

以下為修改過後的程式碼

always @(present_state or r1gey or pb)
begin
next_state = ~present_state&pbpresent_state&(r1geypb);
ldr1 = 1;
clrr2 = 0;
incr2 = present_state;
ldr3 = present_state;
r2k = ~present_state;
aluctrl[5] = 1;
aluctrl[4] = 0;
aluctrl[3] =~present_state;
aluctrl[2] = present_state;
aluctrl[1] = ~present_state;
aluctrl[0] =0;
ready = ~present_state;
end

下圖為執行後的結果

2007/10/23 混何模式

乘法原理：
輸入ｘ、ｙ兩數，兩數相乘可以視為ｘ加ｙ次或ｙ加ｘ次。ASM圖設計即是依照ｙ加ｘ次來設計。在IDLE狀態下，先將r1=y、r2=0、READY=1，接著判斷pb，若為０下一個狀態依然為IDEL，為１則判斷(r1＞＝1 | pb)是否成立。若為０則下一個狀態完IDEL，為１則下一個狀態為COMPUTE。COMPUTE狀態會執行r1=r1-1、r2=r2+x、r3=r2，r2=r2+x是在做加法的y+x的動作，r1=r1-1則是在做要作加幾次的動作，當r1=0就做完了y加x次的動作。當(r1＞＝1 | pb)不成立時就會回到IDLE的狀態，READY=1等待下一次的運算。

下圖為行為層的ASM圖


下圖為根據行為層的ASM圖所推導出來的混合層ASM圖

混合層與行為層的差別在於，混成層是由CU來輸出控制線給ARCHITECTURE來控制乘法的動作，ARCHITECTURE需要控制線來決定各個功能方塊圖的運作，而ＣＵ在決定輸出控制線的動作是使用行為層的方式來撰寫。當我們在修改混合層時，必須注意ARCHITECTURE所需要用的功能方塊圖與接線是否正確，以及CU輸出的訊號是否正確。


下圖為修改過後的ARCHITECTURE



以下為根據ASM修改過後的slow_div_ctrl

module slow_div_ctrl(pb,ready,aluctrl,muxctrl,ldr1,clrr2,incr2,ldr3,r1gey,sysclk);
always
begin
@(posedge sysclk) enter_new_state(`IDLE);
ready = 1;
aluctrl = 6'b101010;
muxctrl =1;
incr2 = 0;
ldr1 = 1;
clrr2 = 0;
ldr3 = 0;
if (pb)
begin
while (r1gey pb)
begin
@(posedge sysclk) enter_new_state(`COMPUTE);
ready = 0;
aluctrl = 6'b100100;
muxctrl =0;
ldr1 = 1;
incr2 = 1;
ldr3 = 1;
end

以下為架構修改過後的部分程式
enabled_register #12 r1(alubus,r1bus,ldr1,sysclk);
alu181 #12 alu(r1bus,x,aluctrl[5:2],aluctrl[1],aluctrl[0],,alubus,);
comparator #12 cmp(r1lty,,,r2bus,12'b1);
not inv(r1gey,r1lty);
counter_register #12 r2(y,r2bus,,muxctrl,ldr1,clrr2,sysclk);
enabled_register #12 r3(r1bus, r3bus,ldr3,sysclk);

執行結果