ships/Alu2.ship

   1 ship: Alu2
   2
   3 == Ports ===========================================================
   4 data  in:   in1
   5 data  in:   in2
   6 data  in:   inOp
   7   constant ADD: 0
   8   constant SUB: 1
   9   constant MAX: 2
  10   constant MIN: 3
  11
  12 data  out:  out
  13
  14
  15 == TeX ==============================================================
  16
  17 {\tt Alu2} is a ``two-input'' arithmetic logic unit.  It includes
  18 logic for performing arithmetic operations on a pair of arguments.
  19 Currently this includes
  20 addition ({\sc add}),
  21 subtraction ({\sc sub}),
  22 maximum ({\sc max}), and
  23 minimum ({\sc min}).
  24
  25 \subsection*{Semantics}
  26
  27 When a value is present at each of {\tt in1}, {\tt in2} and {\tt
  28 inOp}, these three values are consumed.  Based on the value consumed
  29 at {\tt inOp}, the requested operation is performed on the values
  30 consumed from {\tt in1} and {\tt in2}.  The result of this operation
  31 is then made available at {\tt out}.
  32
  33 \subsection*{To Do}
  34
  35 The {\it link bit} and other features of \cite{ies31} are not yet
  36 implemented.
  37
  38 The carry-in, carry-out, zero-test, negative-test, and overflow-test
  39 flags typically present in a conventional processor ALU are also not
  40 yet implemented.
  41
  42 == Fleeterpreter ====================================================
  43 public void service() {
  44   if (box_in1.dataReadyForShip() &&
  45       box_in2.dataReadyForShip() &&
  46       box_inOp.dataReadyForShip() &&
  47       box_out.readyForDataFromShip()) {
  48       long a      = box_in1.removeDataForShip();
  49       long b      = box_in2.removeDataForShip();
  50       long op     = box_inOp.removeDataForShip();
  51       switch((int)op) {
  52           case 0: box_out.addDataFromShip(a+b); // ADD
  53               break;
  54           case 1: box_out.addDataFromShip(a-b); // SUB
  55               break;
  56           case 2: box_out.addDataFromShip(Math.max(a,b)); // MAX
  57               break;
  58           case 3: box_out.addDataFromShip(Math.min(a,b)); // MIN
  59               break;
  60           default: box_out.addDataFromShip(0);
  61               break;
  62       }
  63   }
  64 }
  65
  66 == FleetSim ==============================================================
  67
  68 == FPGA ==============================================================
  69
  70   always @(posedge clk) begin
  71     if (!rst) begin
  72       `reset
  73     end else begin
  74       if (out_r    && out_a)    out_r    <= 0;
  75       if (!in1_r   && in1_a)    in1_a    <= 0;
  76       if (!in2_r   && in2_a)    in2_a    <= 0;
  77       if (!inOp_r  && inOp_a)   inOp_a   <= 0;
  78       if (!out_r && !out_a && in1_r && !in1_a && in2_r && !in2_a && inOp_r && !inOp_a) begin
  79         out_r <= 1;
  80         in1_a <= 1;
  81         in2_a <= 1;
  82         inOp_a <= 1;
  83         case (inOp_d)
  84           0: out_d <= in1_d + in2_d;
  85           1: out_d <= in1_d - in2_d;
  86           2: out_d <= in1_d > in2_d ? in1_d : in2_d;
  87           3: out_d <= in1_d > in2_d ? in2_d : in1_d;
  88           default: out_d <= 0;
  89         endcase
  90       end
  91     end
  92   end
  93
  94 == Test ==============================================================================
  95 // expected output
  96 #ship debug : Debug
  97 #ship alu   : Alu2
  98
  99 #expect 17
 100 #expect 1
 101 #expect 8
 102 #expect 9
 103
 104 debug.in:   [*] take, deliver;
 105 alu.in1:
 106   literal 9; load repeat counter with 4; deliver;
 107
 108 alu.in2:
 109   literal 8; load repeat counter with 4; deliver;
 110
 111 alu.inOp:
 112  literal Alu2.inOp[ADD]; deliver;
 113  literal Alu2.inOp[SUB]; deliver;
 114  literal Alu2.inOp[MIN]; deliver;
 115  literal Alu2.inOp[MAX]; deliver;
 116
 117 alu.in1:    [*] take, deliver;
 118 alu.in2:    [*] take, deliver;
 119 alu.out:    [*] take, sendto debug.in;
 120
 121
 122
 123 == Contributors =========================================================
 124 Adam Megacz <megacz@cs.berkeley.edu>