Hardware Reference
In-Depth Information
legt - gleichzeitig in das Datenregister »xDat« kopiert. Die Datenweitergabe
über eine Pipeline-Phase ist immer mit einer Verzögerung um einen Takt-
schritt verbunden. Anhand der Testausgaben sind alle spezifizierten Abläufe
und Operationen in einer anschaulichen Weise kontrollierbar. Der zusätzliche
Programmieraufwand für übersichtliche, gut auswertbare Ausgaben - Richt-
wert 50% des Gesamtprogrammieraufwands - gilt als gute Investition. Denn
der Test, die Fehlersuche und nicht erkannte Entwurfsfehler sind in der Regel
erheblich teurer.
Bearbeitungsstand: Die Zielfunktion ist in einer simulierbaren Form
beschrieben und wurde mit Beispieleingaben getestet.
5.2.5 Ersatz der Zahlentypen durch Bitvektortypen
In Hardware werden Zahlen durch Bitvektoren dargestellt. In einem struk-
turierten Entwurf mit Bearbeitungsmethoden und Unterprogrammen lassen
sich die Zahlentypen gegen die entsprechenden Bitvektoren austauschen, oh-
ne dass das gesamte Modell neu geschrieben werden muss. Die Darstellung
der Adresswerte »0« bis »3« erfordert einen 2-Bit-Vektor für vorzeichenfreie
Zahlen:
subtype
tAdr
is
tUnsigned(
1
downto
0
);
Mit einem Bitvektor als Adresse ändern sich die Operationen für die Adress-
rechnung und die Speicherzugriffe. Aus den Additionen bzw. Subtraktionen
mod-4 werden einfache Additionen bzw. Subtraktionen, weil arithmetische
Ergebnisse immer mod-(2
n
) (n - Ergebnisbitanzahl) gebildet werden. Die
Speicherzugriffe mit einem Bitvektor als Adresse müssen auch die Fälle für
ungültige und unzulässige Adressen mit erfassen. Im Beispiel werden deshalb
die Speicherzugriffe durch Aufrufe der Lesefunktion
function
read(Mem: tMem; adr: tAdr)
return
tDaten;
und der Schreibprozedur
procedure
write(
signal
Mem:
inout
tMem; adr: tAdr; x: tDaten);
aus Abschnitt 3.4.3 ersetzt. Die Daten sollen durch 16-Bit vorzeichenbehaftete
Festkommazahlen dargestellt werden:
subtype
tDaten: tSigned(
15
downto
0
);
Die Koe
zienten haben einen Betrag kleiner eins. Die gedachte Kommaposi-
tion sei hinter dem führenden Bit. Der kleinste mit einer Vorkommastelle und
fünfzehn Nachkommastellen darstellbare Koe
zient ist 1;00 ::: 0
2
und hat den
Wert1. Der größte darstellbare Koe
zient ist 0;11:::1 mit dem Wert 12
15
.
Der Wertebereich für Daten soll wie im ersten Modell mindestens von 1000
bis +1000 reichen. Das erfordert einschließlich Vorzeichenbit elf Stellen vor
