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 long resolveLiteral(String literal) {
  44   if (literal.equals("ADD")) return 0;
  45   if (literal.equals("SUB")) return 1;
  46   if (literal.equals("MAX")) return 2;
  47   if (literal.equals("MIN")) return 3;
  48   return super.resolveLiteral(literal);
  49 }
  50 public void service() {
  51   if (box_in1.dataReadyForShip() &&
  52       box_in2.dataReadyForShip() &&
  53       box_inOp.dataReadyForShip() &&
  54       box_out.readyForDataFromShip()) {
  55       long a      = box_in1.removeDataForShip();
  56       long b      = box_in2.removeDataForShip();
  57       long op     = box_inOp.removeDataForShip();
  58       switch((int)op) {
  59           case 0: box_out.addDataFromShip(a+b); // ADD
  60               break;
  61           case 1: box_out.addDataFromShip(a-b); // SUB
  62               break;
  63           case 2: box_out.addDataFromShip(Math.max(a,b)); // MAX
  64               break;
  65           case 3: box_out.addDataFromShip(Math.min(a,b)); // MIN
  66               break;
  67           default: box_out.addDataFromShip(0);
  68               break;
  69       }
  70   }
  71 }
  72
  73 == FleetSim ==============================================================
  74
  75 == FPGA ==============================================================
  76
  77   always @(posedge clk) begin
  78     if (!rst) begin
  79       `reset
  80     end else begin
  81       if (out_r    && out_a)    out_r    <= 0;
  82       if (!in1_r   && in1_a)    in1_a    <= 0;
  83       if (!in2_r   && in2_a)    in2_a    <= 0;
  84       if (!inOp_r  && inOp_a)   inOp_a   <= 0;
  85       if (!out_r && !out_a && in1_r && !in1_a && in2_r && !in2_a && inOp_r && !inOp_a) begin
  86         out_r <= 1;
  87         in1_a <= 1;
  88         in2_a <= 1;
  89         inOp_a <= 1;
  90         case (inOp_d)
  91           0: out_d <= in1_d + in2_d;
  92           1: out_d <= in1_d - in2_d;
  93           2: out_d <= in1_d > in2_d ? in1_d : in2_d;
  94           3: out_d <= in1_d > in2_d ? in2_d : in1_d;
  95           default: out_d <= 0;
  96         endcase
  97       end
  98     end
  99   end
 100
 101 == Test ==============================================================================
 102 // expected output
 103 #ship debug : Debug
 104 #ship alu   : Alu2
 105
 106 #expect 17
 107 #expect 1
 108 #expect 8
 109 #expect 9
 110
 111 debug.in:   [*] take, deliver;
 112 alu.in1:
 113   literal 9; load repeat counter with 4; deliver;
 114
 115 alu.in2:
 116   literal 8; load repeat counter with 4; deliver;
 117
 118 alu.in1:    [*] take, deliver;
 119 alu.in2:    [*] take, deliver;
 120 alu.out:    [*] take, sendto debug.in;
 121
 122 alu.inOp:
 123  literal Alu2.inOp[ADD]; deliver;
 124  literal Alu2.inOp[SUB]; deliver;
 125  literal Alu2.inOp[MIN]; deliver;
 126  literal Alu2.inOp[MAX]; deliver;
 127
 128
 129
 130 == Contributors =========================================================
 131 Adam Megacz <megacz@cs.berkeley.edu>