Description

مقدمه
در این تمرین همانند تمرین قبل از شما خواسته م یشود که یک کنترلر و مسیر داد ه برای مدار خواسته شده، روی کاغذ طراحی کنی د و سپس طراحی خود را با استفاده از زبان توصیف سخ تافزاری وریلاگ، پیاده سازی نمایید. مهلت انجام این تمرین تا 10 بهمن در نظر گرفته شده است.
دقت کنید که در هنگام تحویل، طراحی شما با کدتان تطبیق داده م یشود. پس در هنگام موازی سازی چند عملیات، به تعداد کامپوننت هایی که برای اینکار احتیاج دارید توجه کرده و آن را در طراحی خود ذکر کنید.
توجه: انجام این تمرین به صورت گروه های دو نفره خواهد بود.

توضیحات پروژ ه
هدف از این تمرین طراحی تابعی به نام encoder است. برای طراحی تابع encoder باید چند ماژول جدید به ماژول هایی که در پروژه اول و امتحان میانترم طراحی کردید، اضافه کنید. تابع encoder یک ورودی 1600 بیتی دریافت می کند و در نهایت یک خروجی رمزگذاری شده بازم یگرداند. عملیات encode در این تابع خود متشکل از چند تابع است به طوریکه خروجی ه ر تابع، ورودی تابع بعدی خواهد بود. جزئیات این توابع در ادامه توضیح داده شده است.

encoder تابع
تابع encoder عملیات رمزگذاری را با استفاده از پنج تابع انجام م یدهد که تابع اول و سوم را در پروژه قبل و امتحان میانترم پیاده سازی کرد های د. این تابع یک ورودی 1600 بیتی دریافت کرده و ۵ تابع نمایش داده شده در شکل زیر را به ورودی اعمال م یکند این عملیات ۲4 بار تکرار خواهد شد و در نهایت خروجی تکرار ۲4ام به عنوان متن رمز نگاری شده در نظر گرفته م یشود. نمای کلی توابع به صورت زیر است:

ماتریس ورود ی
تمام توابع توضیح داده شده در ادامه، مانند پروژه قبل بر روی یک ماتریس ۵ در ۵ در 64 به صورت زیر اعمال م یشوند:

توضیحات تواب ع
colParity تابع .1
توضیحات این تابع مطابق توضیحات داده شده در امتحان میانترم م یباشد .
۲. تابع rotate این تابع برای هر بیت در ماتریسA به صورت زیر تعریف م ی شود:

عملکرد تابع به شرح زیر است:
1. Lane ای که در موقعیت (x, y) = 0 قرار دارد بی تغییر باقی م یماند و در lane های دیگر بیت ها با اعمال فرمول داده شده به موقعیت های دیگر در راستای محور z منتقل م یشوند. مشخص است که بیت های متعلق به یک lane به یک میزان جا به جا م یشوند .
2. متغیر t برای تعیین میزان شیفت هر بیت و مقدار شیفتی که به هر lane اختصاص داده م یشود مورد استفاده قرار م یگیرد.
3. ۲4 شیفت انجام شده در این تابع توسط فرمول زیر محاسبه م یشوند:

4. مقدار t بین 0 تا ۲4 قرار دارد و برای هر مقدار t، موقعیت متناظر آن در ماتریس به صورت زیر تعریف م یشود:

به عنوان مثال برای t = 3 داریم:

مقادیر جاب هجایی بیت ها)مقداری که از z کم م یشود( برای هر lane در جدول زیر آمده است و نیازی به محاسبه مجدد آن نیست. م یتوانید از مقادیر زیر به صورت مستقیم در طراحی خود استفاده کنید:

permute تابع .3
توضیحات این تابع مطابق توضیحات داده شده در پروژه اول م یباشد .
revaluate تابع .4
این تابع تنها تابع غیر خطی encoder است. تابع revaluate برای هر بیت در ماتریسA به صورت زیر تعریف م یشود:

توجه: کد datapath و controller مربوط به این تابع داخل صفحه درس آپلود شده است و نیازی به پیاده سازی آن نیست.
۵. تابع addRc این تابع بر روی ماتریسA به صورت زیر تعریف م یشود:

مقدار [𝑅𝐶[𝑖𝑟 به ازای هر بار اجرای پنج مرحله بالا متفاوت و در هر مرحله ثابت است. وظیفه تابع addRC این است که هرlane در موقعیت 0[ ,0] را با یک ثابت ترکیب کند).bitwise xor(
همانطور که گفته شد، در این تمرین کامپیوتری، توابع ذکر شده ۲4 بار روی ماتریس وروی اعمال م یشوند پس ۲4 مقدار متفاوتRC خواهیم داشت. این مقادیر به صورت hexadecimal در جدول زیر آورده شده اند:

همانطور که در بالا مشخص است، هر ثابت 64 بیت دارد و هر lane هم شامل 64 بیت است.

نکات مهم:
• همانند پروژه های قبل، داد هها به صورت اسلایس خوانده شده و پردازش م یشوند .
• در این ماتریس ایندکس ها در جهت سه محور به صورت چرخش ی هستند.
• حین اجرای هر تابع باید برای آپدیت کردن مقدار یک خانه، از مقادیر اولیه ا ی که در ماتریس ورودی هستند استفاده کنید و نه مقادیر آپدیت شده.
• برای خواندن ورودی تنها مجاز به استفاده از یک رجیستر ۲۵ بیت ی هستید.

فایل های ورودی و خروج ی
نکات مربوط به فایل های ورودی و خروجی همانند پروژه قبل و امتحان میانتر م هستند.

مواردی که باید در حین پیاده سازی در نظر بگیری د
• بخشی زیادی از نمره نهایی شما، مربوط به اجرای درست برنامه م یشود. بدین منظور با بررسی تست کیس ها مختلف و متنوع از اجرای درست برنامه مطمئن شوی د.
• این پروژه تحویل حضوری دارد و برنامه شما با تست کیس های جدید بررسی خواهد شد.

مواردی که باید تحویل دهی د
• گزارش شامل طراحی کنترلر (FSM) و مسیر داده بر روی کاغ ذ
• خروجی های تست کیس ها مطابق روشی که در پروژه اول ذکر شد.
• تمامی فایل های لازم برای اجرای پروژه )فایل های hdl، تست بنج و… به فرمت trunk(.