\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.


%TODO
wie schaut syntax aus der eingabe? 

\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. 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}

\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:

Bla:

ps/2 schickt zeichen an controller, der nimmt nur gewünschte chars und schreibt die in die history
in die editierbare ``eingabezeile''.

dann bei einem "enter" sagt er dem parser dass der was hackeln soll

der holt sich selbstständig den string aus der history und analysiert ihn mal - also ob es ein gültiger string ist

dann brauchen wir schleifen, eine äußere für die strichrechnung und eine innere für die punktrechnung (k.a. wie das in vhdl geht)

jedenfalls müssen bei z.b. a + b * c die b*c zuerst ausgerechnet werden

diese einzelnen rechnungen - also z.b. b*c - schickt der parser an die alu die das ausrechnet und dann asynchron an den parser zurückschickt - das geht so lange weiter bis der ganze string abgearbeitet ist

der parser muss bei den zwischenrechnungen die zwischenergebnisse im speicher behalten

wenn er fertig ist liefert er das ergebnis an die history und benachrichtigt den controller dass er fertig ist

achja, die zahlen zur/von der history muss der parser zum converter schicken - das geht leider nicht als zwischenstufe zwischen parser und history weil der parser sich einen erst zu analysierenden string von der history holt - es ist auch nicht sinnvoll zwischen alu und parser, weil zwischenergebnisse nicht neu umgewandelt werden müssen

der controller verursacht dann den zeilenvorschub um 2 zeilen in der history (ringpuffer, index vorandrehen). eigentlich braucht der controller dem display modul nichts mitteilen, oder?

es sollte vielleicht der controller das display modul veranlasen sich die daten aus der history zu holen (könnte auch die history)

TODO Module soll der Parser in einer "`Schleife"' alle Teilberechnungen an die ALU weiterleiten und zB Zwischenergebnisse speichern? Die ALU könnte dann nur 2 Zahlen addieren/bla.
Da in der History Zahlen als Character Strings abgelegt sind müssen diese für die ALU in Binärdarstellung umgewandelt werden - und Umgekehrt natürlich!

%\subsection{Module}

\begin{itemize}
\item VGA - Ansprechen des Monitors
\item PS/2 - Empfangen von Keyboard-Eingaben
\item RS232 - Senden und Empfangen von Nachrichten vom/zum PC TODO. baudrate? kodierung? (8N1?)
\item Historymodul - Verwaltung des dahinterliegenden Buffers von vergangenen Berechnungen
\item Displaycontroller - Veranlasst das VGA Modul, einen Teil der History am Monitor anzuzeigen
\item Parser - wertet ein gegeben Buffer aus und liefert entweder einen Fehler zurück oder gibt die einzelnen Berechnungen von je zwei Zahlen (?) an die ALU weiter
\item Converter - konvertiert Dezimalzahlen in Binärzahlen und umgekehrt TODO oder in Parser integrieren? Oder gibt's eine Library-Funktion dafür?
\item ALU - führt die tatsächlichen Berechnungen durch
\item Controlmodul - soll das Bindeglied zwischen allen Modulen sein, nimmt Eingabe von PS/2 Modul oder von der Board-Paripherie entgegen, legt Berechnungen im Buffer ab, ...?
\item Modul für die Kommunikation zum PC - sendet eine vom PC eintreffende Bufferübermittlungsanforderung an den Controller weiter und übermittelt die History an den PC
\end{itemize}

%\subsection{Interfaces}

\subsection{Externe Interfaces}

\subsubsection{Physikalische Interfaces}

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.

\subsubsection{Logische Interfaces der Module}

\paragraph{VGA}

How to control the VGA component ?= schnittstelle + beschreibung des vga moduls?

\paragraph{PS/2}

ebenso hier?

\paragraph{RS232}

\paragraph{History}

\paragraph{Parser}

\paragraph{Control}

\subsubsection{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!


\section{Detailed Design Description}

alle Module hier genauer beschreiben

%TODO
wie wollen wir das design implementieren?

event sequence diagrams! UML?

wie schauen interne strukturen aus? (speicher, logische bloecke, parallele prozesse, state machines)

\subsection{VGA}

\subsection{PS/2}

\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{History}

\subsection{Parser}

\subsection{Control}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%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}