\documentclass[12pt,a4paper,titlepage,oneside]{article}
%\documentclass[12pt,a4paper,titlepage,oneside]{report}

\usepackage{ProtocolHeader}

\begin{document}
\MakeTitleAndTOC

%\chapter %for use with report class
\section
{Einleitung}

Es ist ein einfacher Taschenrechner, der die Grundrechnungsarten Addition, Subtraktion,
Multiplikation und Division beherrscht, auf einem FPGA Board zu realisieren. Dabei soll als Eingabegerät eine PS/2
Tastatur beziehungsweise als Ausgabegerät ein VGA Monitor dienen. Als zusätzliches Feature soll eine
History eingebaut werden, sodass vergangene Berechnungen angezeigt werden
können. Außerdem besteht die Möglichkeit diese History per RS232-Schnittstelle zu
exportieren bzw. importieren.

\section{Requirement Spezifikation}

%TODO: in der Angabe steht nix von einer extrigen Requirement Spezifikation neben der High Level Beschreibung, aber im Template und Auf den Folien ist es als 3. Punkt neben High- und Low Level Spec noch erwähnt.
%
%Die Subsections sind vielleicht ein kleiner Overshoot.


\subsection{Eingabe}

\req{Der Taschenrechner soll eine Eingabe bestehend aus den Ziffern '0'-'9', Leerzeichen ' ', '+', '-', '*' und '/' ausrechnen können}

\req{Der Syntax für so eine Eingabe - eine \textbf{Expression} - sieht folgendermaßen aus:

DIGIT = '0' \textbar '1' \textbar '2' \textbar '3' \textbar '4' \textbar '5' \textbar '6' \textbar '7' \textbar '8' \textbar '9' ;

UNSIGNED = DIGIT \{ DIGIT \} ;

OPERAND = ['-'] UNSIGNED ;

OPERATOR = '+' \textbar '-' \textbar '*' \textbar '/' ;

EXPRESSION = OPERAND \{ OPERATOR OPERAND \} ;
}

\req{Dabei soll Punkt- vor Strichrechnung gelten}

\req{Die Zahlen dürfen im Zahlenbereich eines signed long liegen ($-2^{31}$ bis $2^{31}-1$)}

\req{Die Eingabe darf aus 70 Zeichen bestehen}

\req{Die Eingabe erfolgt über eine PS/2-Tastatur, 'Enter' schließt die Eingabe ab und berechnet das Ergebnis, 'Backspace' löscht das zuletzt eingegebene Zeichen}

\subsection{Ausgabe}

\req{Die Anzeige der Ein- und Ausgaben erfolgt über einen VGA Monitor.}

\req{Es wird pro Zeile eine Eingabe oder Ausgabe angezeigt. Die aktuelle Eingabezeile befindet sich zuoberst, darunter das Ergebnis der vorigen Rechnung, darunter die Eingabe der vorigen Rechnung und so weiter}

\req{Auf die in zuvor angegebene Methode sollen zusätzlich zur aktuellen Eingabezeile die letzten 14 Ein- und Ausgaben dargestellt werden}

\subsection{History}

\req{Die letzten 50 Ein- und Ausgaben korrekter Eingaben werden als History im Speicher gehalten}

\req{Die History soll über RS232, auf Anfrage vom PC, oder bei Betätigen eines Buttons am Development Board, zum PC gesendet werden}


\section{High-Level Design Description}

\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=\textwidth]{Architektur.png}
\centering
\caption{Die Architektur des Taschenrechners}
\label{fig:arch}
\end{figure}

In Abbildung \ref{fig:arch} ist der Aufbau des Taschenrechners zu sehen. Der Taschenrechner besteht aus folgenden Modulen:

%\subsection{Module}

\begin{itemize}
\item \textbf{VGA} - Zeichenweises Ansprechen des Monitors
\item \textbf{Display} - Liest einzelne Zeichen aus der History aus und leitet diese an das VGA Modul weiter, um sie in der entsprechenden Zeile anzeigen zu lassen
\item \textbf{RS232} - Senden und Empfangen von Nachrichten vom/zum PC über die serielle Schnittstelle % TODO. baudrate? kodierung? (8N1?)
\item \textbf{PC-Kommunikation} - Auf eine vom PC eintreffende Bufferübermittlungsanforderung oder ein Drücken des entsprechenden Board-Buttons, liest es Zeichen für Zeichen aus dem History Modul aus und leitet es an das RS232 Modul weiter
\item \textbf{PS/2} - Empfangen von Keyboard-Eingaben als Scancodes
\item \textbf{Scanner} - Empfängt die Scan-Codes vom PS/2 Modul und leitet nur für die Eingabezeile erlaubte Zeichen dekodiert in das CP850 Format an die History weiter, bei einem empfangenen Enter wird der Beginn der Berechnung an das Parser Modul signalisiert
\item \textbf{Parser} - Wertet die Eingabezeile der History aus und liefert als Antwort entweder
einen Fehler zurück oder gibt die einzelnen Berechnungen von je zwei Zahlen an die ALU weiter, die
vom History Modul ausgelesenen zusammenhängenden Dezimalstellen werden intern umgerechnet, das
Berechnungs-Endergebnis wird jedoch wieder in einzelne Charakter umgerechnet und in der History gespeichert
\item \textbf{ALU} - Führt die tatsächlichen Berechnungen von Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division durch
\item \textbf{History} - Verwaltung des dahinterliegenden Buffers von vergangenen Berechnungen und der aktuellen Eingabezeile, bei Aktualisierung der aktuellen Eingabezeile und bei Empfang eines Ergebnisses vom Parser Modul signalisiert es das an das Display Modul
\end{itemize}


\subsection{Physikalische Interfaces}

%TODO die pins sind wahrscheilich gefragt
%wie ist das mit dem clock? externe ungenaue clock + interne pll oder wie?

Interface zum key pad

Interfaces zu VGA, PS/2, RS232

Reset und Clock!

Active Low oder Active High

das ist mir noch nicht ganz klar was die da wollen. was meinen die z.b. mit ``interfaces
to VGA'' unter ``physical interfaces'' (seite 10 in der exercise.pdf)

``physikalisch'' im sinne der VHDL entity? oder doch den physischen stecker?
Ersteres wuerde ich unter Logisches Interface verstehen.

\begin{landscape}
\subsection{Logische Interfaces der Module}

\subsubsection{VGA}
\THEAD
vga\_clk & in & 1 & std\_logic & PLL & VGA-Clock \ZE
vga\_res\_n & in & 1 & std\_logic & PLL & VGA-Reset \ZE

vsync\_n & out & 1 & std\_logic & Bildschirm & Vertikale Synchronisation\ZE
hsync\_n & out & 1 & std\_logic & Bildschirm & Horizontale Synchronisation\ZE

r & out & 3 & std\_logic\_vector & Bildschirm & Ausgabe der Farbe Rot \ZE
g & out & 3 & std\_logic\_vector & Bildschirm & Ausgabe der Farbe Gr\"un \ZE
b & out & 2 & std\_logic\_vector & Bildschirm & Ausgabe der Farbe Blau \ZE

command & in & 8 & std\_logic\_vector & Display & Kommando an das VGA Modul \ZE
command\_data & in & 32 & std\_logic\_vector & Display & Daten f\"ur das Kommando \ZE
free & out & 1 & std\_logic & Display & Signalisiert Bereitschaft \ZE
\TEND


\subsubsection{Display}
%Liest einzelne Zeichen aus der History aus und leitet diese an das VGA Modul weiter, um sie in der entsprechenden Zeile anzeigen zu lassen
\THEAD
new\_eingabe & in & 1 & std\_logic & History & Aufforderung der History die aktuelle Eingabe
auszulesen \ZE
new\_result & in & 1 & std\_logic & History & Aufforderung der History das aktuelle Ergebnis
auszulesen \ZE
zeile & out & 5 & std\_logic\_vector & History & Zeilenadressierung ($2 * 15$ Zeilen $=30$) \ZE
spalte & out & 7 & std\_logic\_vector & History & Spaltenadressierung (71 Ziechen inklusive \textbackslash 0) \ZE
get & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Speicheranforderung \ZE
done & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
char & in & 8 & character & History & enth\"alt angeforderne Daten \ZE

command & out & 8 & std\_logic\_vector & VGA & Kommando an das VGA Modul \ZE
command\_data & out & 32 & std\_logic\_vector & VGA & Daten f\"ur das Kommando \ZE
free & in & 1 & std\_logic & VGA & Signalisiert Bereitschaft \ZE
\TEND


\subsubsection{RS232}
%Senden und Empfangen von Nachrichten vom/zum PC über die serielle Schnittstelle
\THEAD
rxd & in & 1 & std\_logic & PC & Sendeleitung der seriellen \"Ubertragung \ZE
txd & out & 1 & std\_logic & PC & Empfangsleitung der seriellen \"Ubertragung \ZE

rx\_data & out & 8 & std\_logic\_vector & PC-Kommunikation & Datenfeld f\"ur das Empfangen \ZE
rx\_new & out & 1 & std\_logic & PC-Kommunikation & Signalisiert ein neu empfangendes Byte \ZE

tx\_data & out & 8 & std\_logic\_vector & PC-Kommunikation & Datenfeld f\"ur das \"Ubertragen \ZE
tx\_new & out & 1 & std\_logic & PC-Kommunikation & Signalisiert dass das anliegende Byte gesendet werden soll \ZE
\TEND


\subsubsection{PC-Kommunikation}
%Auf eine vom PC eintreffende Bufferübermittlungsanforderung oder ein Drücken des entsprechenden Board-Buttons, liest es Zeichen für Zeichen aus dem History Modul aus und leitet es an das RS232 Modul weiter
\THEAD
btn & in & 1 & std\_logic & externer Button & zum Triggern der RS232 Kommunikation \ZE

rx\_data & in & 8 & std\_logic\_vector & RS232 & Datenfeld f\"ur das Empfangen \ZE
rx\_new & in & 1 & std\_logic & RS232 & Signalisiert ein neu empfangendes Byte \ZE
tx\_data & in & 8 & std\_logic\_vector & RS232 & Datenfeld f\"ur das \"Ubertragen \ZE
tx\_new & in & 1 & std\_logic & RS232 & Signalisiert dass das anliegende Byte gesendet werden soll \ZE

zeile & out & 7 & std\_logic\_vector & History & Zeilenadressierung (50 * 2 Zeilen = 100)\ZE
spalte & out & 7 & std\_logic\_vector & History & Spaltenadressierung (71 Zeichen inklusive \textbackslash 0) \ZE
get & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Speicheranforderung \ZE
done & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
char & in & 8 & character & History & enth\"alt angeforderne Daten \ZE
\TEND


\subsubsection{PS/2}
\THEAD
new\_data & out & 1 & std\_logic\_vector & Scanner & Signalisiert neuen Scancode \ZE
data & out & 8 & std\_logic\_vector & Scanner & Scancode laut Codepage 850 \ZE

ps2\_clk & inout & 1 & std\_logic & Tastatur & Clockleitung zum Keyboard \ZE
ps2\_data & inout & 1 & std\_logic & Tastatur & Datenleitung zum Keyboard \ZE
\TEND


\subsubsection{Scanner}
%Empfängt die Scan-Codes vom PS/2 Modul und leitet nur für die Eingabezeile erlaubte Zeichen dekodiert in das CP850 Format an die History weiter, bei einem empfangenen Enter wird der Beginn der Berechnung an das Parser Modul signalisiert
\THEAD
new\_data & in & 1 & std\_logic\_vector & PS/2 & Signalisiert neuen Scancode \ZE
data & in & 8 & std\_logic\_vector & PS/2 & Scancode laut Codepage 850 \ZE

char & out & 8 & character & History & Zeichen das vom History Modul \"ubernommen werden soll \ZE
take & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Datenfeld char \ZE
done & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert die \"Ubernahme der Daten \ZE
backspace & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Backspace (letztes Zeichen im Buffer soll gel\"oscht werden) \ZE

do\_it & out & 1 & std\_logic & Parser & Auswertung beginnen (ENTER) \ZE
finished & in & 1 & std\_logic & Parser & Auswertung fertig \ZE
\TEND


\subsubsection{Parser}
%Wertet die Eingabezeile der History aus und liefert als Antwort entweder einen Fehler zurück oder gibt die einzelnen Berechnungen von je zwei Zahlen an die ALU weiter, die vom History Modul ausgelesenen zusammenhängenden Dezimalstellen werden mit dem Bin/Dez-Converter Modul in Binärzahlen umgerechnet, das Berechnungs-Endergebnis wird wieder in mit dem Converter Modul in einzelne Charakter umgerechnet und in der History gespeichert
\THEAD
h\_rw & in & 1 & std\_logic & History & 0 = read (Expression), 1 = write (Ergebnis) \ZE
h\_spalte & in & 7 & std\_logic\_vector & History & Spaltenadressierung (71 Ziechen inklusive \textbackslash 0) \ZE
h\_rget & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Leseanforderung \ZE
h\_rdone & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
h\_read & in & 8 & character & History & enth\"alt angeforderne Daten \ZE

h\_wtake & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Schreibanforderung \ZE
h\_wdone & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
h\_write & out & 8 & character & History & enth\"alt zu schreibende Daten \ZE

h\_finished & in & 1 & std\_logic & History & Auswertung fertig \ZE

opcode & out & 3 & enum OPS & ALU & die auszuf\"uhrende Art der Berechnung \ZE
op1 & out & 32 & SIGNED(32-1 downto 0) & ALU & erste Operand \ZE
op2 & inout & 32 & SIGNED(32-1 downto 0) & ALU & zweite Operand und gleichzeitig der Zieloperand \ZE
do\_calc & out & 1 & std\_logic & ALU & Signalisert Berechnungstart \ZE
calc\_done & in & 1 & std\_logic & ALU & Berechnung fertig \ZE

do\_it & in & 1 & std\_logic & Scanner & Auswertung beginnen (ENTER) \ZE
finished & out & 1 & std\_logic & Scanner & Auswertung fertig \ZE
\TEND


\subsubsection{ALU}
%Führt die tatsächlichen Berechnungen von Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division durch
\THEAD
opcode & in & 3 & enum OPS & Parser & die auszuf\"uhrende Art der Berechnung \ZE
op1 & in & 32 & SIGNED(32-1 downto 0) & Parser & erste Operand \ZE
op2 & inout & 32 & SIGNED(32-1 downto 0) & Parser & zweite Operand und gleichzeitig der Zieloperand \ZE
do\_calc & in & 1 & std\_logic & Parser & Signalisert Berechnungstart \ZE
calc\_done & out & 1 & std\_logic & Parser & Berechnung fertig \ZE
\TEND


\subsubsection{History}
%Verwaltung des dahinterliegenden Buffers von vergangenen Berechnungen und der aktuellen
%Eingabezeile, bei Aktualisierung der aktuellen Eingabezeile und bei Empfang eines Ergebnisses vom
%Parser Modul signalisiert es das an das Display Modul
\THEAD
pc\_zeile & in & 7 & std\_logic\_vector & PC-Kommunikation & Zeilenadressierung (50 * 2 Zeilen = 100)\ZE
pc\_spalte & in & 7 & std\_logic\_vector & PC-Kommunikation & Spaltenadressierung (71 Zeichen inklusive \textbackslash 0) \ZE
pc\_get & in & 1 & std\_logic & PC-Kommunikation & Signalisiert Speicheranforderung \ZE
pc\_done & out & 1 & std\_logic & PC-Kommunikation & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
pc\_char & out & 8 & character & PC-Kommunikation & enth\"alt angeforderne Daten \ZE

s\_char & in & 8 & character & Scanner & Zeichen das vom Scanner Modul \"ubernommen werden soll \ZE
s\_take & in & 1 & std\_logic & Scanner & Signalisiert Datenfeld char \ZE
s\_done & out & 1 & std\_logic & Scanner & Signalisiert die \"Ubernahme der Daten \ZE
s\_backspace & in & 1 & std\_logic & Scanner & Signalisiert Backspace (letztes Zeichen im Buffer soll gel\"oscht werden) \ZE

d\_new\_eingabe & out & 1 & std\_logic & Display & Fordert Display auf die Eingabe auszulesen \ZE
d\_new\_result & out & 1 & std\_logic & Display & Fordert Display auf das Ergebnis auszulesen \ZE
d\_zeile & in & 5 & std\_logic\_vector & Display & Zeilenadressierung ($2 * 15$ Zeilen $=30$) \ZE
d\_spalte & in & 7 & std\_logic\_vector & Display & Spaltenadressierung (71 Ziechen inklusive \textbackslash 0) \ZE
d\_get & in & 1 & std\_logic & Display & Signalisiert Speicheranforderung \ZE
d\_done & out & 1 & std\_logic & Display & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
d\_char & out & 8 & character & Display & enth\"alt angeforderne Daten \ZE

p\_rw & in & 1 & std\_logic & Parser & 0 = read (Expression), 1 = write (Ergebnis) \ZE
p\_spalte & in & 7 & std\_logic\_vector & Parser & Spaltenadressierung (71 Ziechen inklusive \textbackslash 0) \ZE
p\_rget & in & 1 & std\_logic & Parser & Signalisiert Leseanforderung \ZE
p\_rdone & out & 1 & std\_logic & Parser & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
p\_read & in & 8 & character & Parser & enth\"alt angeforderne Daten \ZE

p\_wtake & in & 1 & std\_logic & Parser & Signalisiert Schreibanforderung \ZE
p\_wdone & out & 1 & std\_logic & Parser & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
p\_write & out & 8 & character & Parser & enth\"alt zu schreibende Daten \ZE

p\_finished & in & 1 & std\_logic & Parser & Auswertung fertig \ZE
\TEND
\end{landscape}


\subsection{Verhalten der Interfaces}

welche tasten als input erlauben (haben numblock und normale ziffern unterschiedliche scancodes?)?

wie werden ueberlaeufe behandelt?

fehlerhafte eingaben?

wie schaut die ausgabe aus?

was ausgaben bei fehler?

wie kann download oder upload einer history gestartet werden?

wie kann auf die history zugegriffen werden?

soll in der eingabe auch mit pfeiltasten (links,rechts) gescrolled werden koennen?


\subsection{Testfälle}

alle requirements muessen von testfaellen abgedeckt werden!

%29 zeilen am bildschirm


\section{Detailed Design Description}

\subsection{VGA}
siehe \textit{hwmod\_ipcores.pdf}

\subsection{Display}
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{sm/display.pdf}
\centering
\caption{Statemachine zum Anzeigen der Daten}
\label{fig:display}
\end{figure}

\subsection{RS232}
%test, TODO
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{sm/rs232-rs.pdf}
\centering
\caption{Statemachine zum Empfangen auf der RS232 Schnittstelle (8N1)}
\label{fig:rs232-rs}
\end{figure}


\subsection{PC-Kommunikation}
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.7\textwidth]{sm/pckomm.pdf}
\centering
\caption{Statemachine f\"ur das Modul PC-Kommunikation}
\label{fig:pckomm}
\end{figure}

\begin{itemize}
\item \textbf{idle}: die internen Variablen \emph{z} und \emph{s} werden zur\"uck gesetzt. \emph{z}
wird als Zeilencounter verwendet und \emph{s} als Spaltencounter, da der interne Speicher nach und
nach vollst\"andig auf der seriellen Schnittstelle ausgegeben werden soll.
\item \textbf{nzeile}: Dieser Zustand wird erreicht wenn die Ausgabe auf die RS232 Schnittstelle
entweder durch den Button oder durch ein empfangen von einem Byte getriggert wird.
\item \textbf{rwbyte}: Es wird das Byte an der Stelle \emph{z}/\emph{s} ausgelesen und danach an das
RS232 Modul weitergegeben und zum PC \"ubertragen. Ist die \"Ubertragung abgeschlossen, wird der
Spaltencounter erh\"oht.
\end{itemize}


\subsection{PS/2}
siehe \textit{hwmod\_ipcores.pdf}

\subsection{Scanner}
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{sm/scanner.pdf}
\centering
\caption{Statemachine zum Scannen des Inputs der PS/2 Schnittstelle}
\label{fig:scanner}
\end{figure}

\begin{itemize}
\item \textbf{idle}: Setz alle Steuersignale \emph{backspace}, \emph{take} und \emph{do\_it} low.
\item \textbf{read}: Bei steigender Flanke auf \emph{new\_data} wird das anliegende Byte des
PS/2-Modules \"ubernommen. Je nach Wert wird in den n\"achsten Zustand gewechselt.
\item \textbf{enter}: Wurde die Entertaste gedr\"uckt wird der Parser getriggert (\emph{do\_it} ist
einen Takt lang high). Der Scanner befindet sich so lange in diesem Zustand bis der Parser das
Ergebnis berechnet hat.
\item \textbf{l\"oschen}: Teilt dem History Modul mit das letzte Zeichen im Buffer zu l\"oschen
(\emph{backspace} ist einen Takt lang high).
\item \textbf{\"ubernehmen}: Wenn ein g\"ultiges Zeichen laut Requirements eingegeben wurde, wird
jenes Zeichen an \emph{char} angelegt und \emph{take} wird einen Takt lang high gesetzt. Das History
Modul wird dadurch getriggert das anliegende Zeichen in den Buffer zu \"ubernehmen.
\end{itemize}


\subsection{Parser}
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{sm/parser.pdf}
\centering
\caption{Statemachine zum Parsen der aktuellen Expression}
\label{fig:parser}
\end{figure}

\begin{lstlisting}
procedure exec() {
	z := z*s;
	switch(opp) {
		case NOP: 
			if(aktop != '\0')
				c1();
			break;
		case '-':
			z := z * (-1);
		case '+':
			c1();
			break;

		case '/':
		case '*':
		  if(aktop in ['+','-','\0']) {
			  alu(opp, z, punkt);
			  do_calc = 1;
			  while(calc_done == 0);

			  alu(ADD, punkt, strich);
			  punkt = 1;
		  }
		  else if (aktop in ['*','/']) {
			  alu(opp, z, punkt);
		  }
		  break;
	}
	do_calc = 1;
	opp = aktop;
}

procedure c1() {
	if(aktop in ['+','-','\0']) {
		alu(ADD, z, strich);
	}
	else if (aktop in ['*','/']) {
		alu(MUL, z, punkt);
	}
}
\end{lstlisting}

\begin{itemize}
\item \textbf{idle}: Das Modul ist unt\"atig und wartet auf eine steigende Flanke von \emph{do\_it}.

\item \textbf{read char}: Lokale Variablen werden zur\"uckgesetzt und das n\"achste Zeichen wird vom
History Modul angefordert.

\item \textbf{sign}: Ggf. wird das Vorzeichen auf '-' gesetzt.

\item \textbf{int}: Zeichen f\"ur Zeichen wird eingelesen und die Zahl wird daraus berechnet.

\item \textbf{calc}: Punkt- und Strichrechnungen m\"ussen getrennt behandelt werden, daher ergibt
sich dieses Konstrukt im Codebeispiel.

\item \textbf{null}: Sonderbehandlung ist n\"otig wenn die Expression mit '\textbackslash 0'
abgeschlossen wird.

\item \textbf{done}: In diesem Zustand wird das Ergebnis das sich je nach \emph{opp} in
\emph{strich} oder \emph{punkt}  befindet als String in den Ergebnisbuffer des History Modules
geschrieben und danach wird \emph{finished} f\"ur einen Zyklus auf high gesetzt.

\item \textbf{error}: Zwecks \"Ubersichtlichkeit wurden die Transitionen zu diesem Zustand
vernachl\"assigt. Dieser Zustand wird erreicht sobald ein Grammatikfehler oder ein Fehler der ALU
auftritt. Es wird der String ``Error'' in den Ergebnisbuffer geschrieben und
\emph{finished} wird f\"ur einen Zyklus auf high gesetzt.
\end{itemize}


\subsection{ALU}
\begin{figure}[!ht]
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{sm/alu.pdf}
\centering
\caption{Statemachine der ALU}
\label{fig:alu}
\end{figure}
%TODO: eventuell zweierkomplement statt SUB?
Folgende Opcodes werden von uns als enum definiert:
\begin{quote}
NOP, SUB, ADD, MUL, DIV, DONE
\end{quote}
wobei NOP und DONE von der ALU nicht bearbeitet werden sollen.

In jedem State wird die entsprechende Berechnungsart durchgef\"uhrt und danach der Abschluss der
Berechnung mit \emph{calc\_done} signalisiert. Wichtig zu beachten ist dabei, dass sich die
Rechenoperationen in der Ausf\"uhrungszeit unterscheiden k\"onnen.


\subsection{History}
Dieses Modul stellt die zentrale Speicherstelle f\"ur die verschiedenen Module da.
Die Idee ist dabei, dass intern ein RAM-Block mit mindestens der Gr\"o\ss{}e
$(50\cdot2)*(71) = 710$ Bytes verwaltet wird.

Das History Modul kann \"uber die angelegten Leitungen \emph{s\_take}, \emph{p\_rget},
\emph{p\_wdo}, \emph{pc\_get} bzw. \emph{d\_get} feststellen welches Modul\footnote{die
betreffendenen Module sind: Scanner, Parser, PC-Kommunikation und Display} eine Speicheranfrage
ausf\"uhrt.
Der Zugriff der externen Module erfolgt priorisiert:
\begin{quote}
Scanner > Parser > PC-Kommunikation > Display
\end{quote}

Weiters ist zu beachten, dass das History Modul f\"ur den Scanner und Parser intern einen Index
mitspeichern muss, der die Adresse der aktuellen Eingabe mitf\"uhrt. Mit Hilfe dieses Indexes plus
der Spaltenadressierung der Module kann die tats\"achliche Adresse f\"ur des internen RAM-Blockes
ermittelt werden.

Ist das History Modul mit der Speicheranfrage fertig, wird das andere Modul \"uber die entsprechende
\emph{done}-Leitung benachrichtigt.


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%LISTINGS
%\newpage
%\appendix
%\section{Listings}
%howto include src files
%\subsection{einfache Variante -- generierter Sourcecode}
%\label{att:einfachsrc}
%\lstinputlisting{../einfach/einfach.src}
%\lstinputlisting[firstnumber=24, firstline=24, lastline=34]{bla.src} %firstnumber shouldn't be necessary, but there is probably a bug

\end{document}

