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.
+exportieren.
\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}
EXPRESSION = OPERAND \{ OPERATOR OPERAND \} ;
}
-\req{Dabei soll Punkt- vor Strichrechnung gelten}
+\req{Bei der Auswertung der Ausdr\"ucke soll Punkt- vor Strichrechnung gelten}
-\req{Die Zahlen dürfen im Zahlenbereich eines signed long liegen ($-2^{31}$ bis $2^{31}-1$)}
+\req{Die Zahlen m\"uessen im Zahlenbereich eines signed long liegen ($-2^{31}$ bis $2^{31}-1$)}
-\req{Die Eingabe darf aus 70 Zeichen bestehen}
+\req{Die Eingabe soll aus bis zu 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}
+\req{Die Eingabe erfolgt über eine PS/2-Tastatur. 'Enter' schließt die Eingabe ab und es soll
+anschlie\ss{}end das Ergebnis berechnet werden. 'Backspace' löscht das zuletzt eingegebene
+Zeichen im Eingabebuffer}
\subsection{Ausgabe}
-\req{Die Anzeige der Ein- und Ausgaben erfolgt über einen VGA Monitor.}
+\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 wandert nach
unten, dar\"uber befindet sich das Ergebnis der vorigen Rechnung, dar\"uber die Eingabe der
-vorigen Rechnung usw.}
-
-\req{Auf die in zuvor angegebene Methode sollen zusätzlich zur aktuellen Eingabezeile die letzten 14 Ein- und Ausgaben dargestellt werden}
+vorigen Rechnung usw.\\
+Aufgrund der physikalischen Beschr\"ankung sollen so insgesamt bis zu 14 Ein- und Ausgaben
+und die aktuelle Eingabezeile angezeigt werden k\"onnen. }
\subsection{History}
-\req{Die letzten 50 Ein- und Ausgaben korrekter Eingaben werden als History im Speicher gehalten}
+\req{Die letzten 50 Ein- und Ausgaben 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}
+\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{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{RS232} - Senden und Empfangen von Daten 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{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
+einen Fehler zurück oder gibt die einzelnen Berechnungen von je zwei Zahlen an die ALU weiter.
+Die vom History Modul ausgelesenen Dezimalstellen werden intern umgerechnet.
+Das Endergebnis wird 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
+\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 Display Modul
\end{itemize}
\newpage
\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
\newpage
\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
\newpage
\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\emph{A} & in & 1 & std\_logic & externer Button & zum Triggern der RS232 Kommunikation \ZE
\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
\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 Zeichen 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
-
+h\_rw & out & 1 & std\_logic & History & 0 = read (Expression), 1 = write (Ergebnis) \ZE
+h\_spalte & out & 7 & std\_logic\_vector & History & Spaltenadressierung (71 Zeichen inklusive \textbackslash 0) \ZE
+h\_rget & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Leseanforderung \ZE
+h\_rdone & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
+h\_read & out & 8 & character & History & enth\"alt angeforderne Daten \ZE
+
+h\_wtake & out & 1 & std\_logic & History & Signalisiert Schreibanforderung \ZE
+h\_wdone & in & 1 & std\_logic & History & Signalisiert dass Daten anliegen \ZE
+h\_write & in & 8 & character & History & enth\"alt zu schreibende Daten \ZE
+
+h\_finished & out & 1 & std\_logic & History & Auswertung fertig \ZE
+\hline
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 & out & 32 & SIGNED(32-1 downto 0) & ALU & zweite Operand \ZE
\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
\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
\paragraph{Fehlerhafte Eingaben}
Entspricht eine zu berechnende Eingabezeile nicht dem Format der Regular Expression aus Requirement
-Req.2, so wird der Fehlerstring ``ERROR'' in der Ergebniszeile ausgegeben.
+Req. 2, so wird der Fehlerstring ``ERROR'' in der Ergebniszeile ausgegeben.
%TODO aufwendigere fehlermeldung? zb "ERROR: FEHLERHAFTE EINGABE"
Liegt der Wert eines Zahlen-Literals außerhalb dem Wertebereich eines Signed Long, dann wird der
\tcc{$2147483644 + 100 \Rightarrow$ Err}
Erf\"ullt \textbf{Req 4}
+\tcc{$-2147483643 - 100 \Rightarrow$ err}
+Erf\"ullt \textbf{Req 4}
+
\tcc{$1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 1 +1 + 2 +2 + 2 + 1
\Rightarrow$ ab dem ersten `2'er soll die Eingabe verweigert werden (man beachte die Leerzeichen)}
Erf\"ullt \textbf{Req 5}
\tcc{Es sollen 20 Rechnungen eingegeben werden (ob g\"ultig oder nicht spielt dabei keine Rolle).
Ab der 15. Berechnung soll ein Scrollen des Bildschirms festgestellt werden k\"onnen.}
-Erf\"ullt \textbf{Req 7, 8, 9}
+Erf\"ullt \textbf{Req 7, 8}
\tcc{Es sollen 52 Berechnungen der Art $i + i\text{<ENTER>}$ eingegeben werden, wobei $i$ der
aktuellen Berechnung entspricht. Danach soll eine RS232 \"Ubertragung (einmal per Button und einmal
per PC) in Gang gesetzt werden. Am PC sollen nur die letzten 50 Berechnungen ersichtlich sein.}
-Erf\"ullt \textbf{Req 10, 11}
+Erf\"ullt \textbf{Req 9, 10}
\section{Detailed Design Description}
\subsection{VGA}
Byte\"ubertragung beginnt.
\item \textbf{read}: In diesem State werden die Datenbits nacheinander \"uber \emph{rxd} empfangen.
\item \textbf{read stopbit}: Um das Ende einer Byte\"ubertragung zu signalisieren wird \emph{rxd}
-auf high gesetzt. Dadurch weiss das RS232 Modul bescheid dass die Byte\"ubertragung zu ende ist und
+auf high gesetzt. Dadurch weiss das RS232 Modul bescheid, dass die Byte\"ubertragung zu Ende ist und
kann dem PC-Kommunikation Modul signalisieren, dass ein Byte vollst\"andig empfangen wurde.
\end{itemize}
projects / hwmod.git / commitdiff