Планируйте общие ресурсы конечным автоматом

Состояние управления выражает расписание операций

Общий ресурс требует распределения операций во времени. Рассмотрим суммирование x0–x3 одним сумматором и десятибитным аккумулятором. Фиксируйте все четыре операнда при приёме запроса. Последующие внешние изменения не должны менять незавершённый запрос. Контроллер выбирает операнд, разрешает накопление и определяет момент достоверности результата.

Используйте состояния IDLE, ADD0, ADD1, ADD2, ADD3 и DONE. Фронт приёма в IDLE фиксирует входы и очищает acc. На следующих четырёх фронтах добавляется по одному сохранённому операнду. Сразу после фронта ADD3 итоговая сумма сохранена, а состояние становится DONE. DONE удерживает результат до его приёма потребителем. Эта простая версия возвращается в IDLE на том фронте и одновременно новый запрос не принимает.

Различайте появление результата после фронта 4 и передачу на фронте 5. Остановки потребителя могут продлевать DONE неограниченно. Повторное использование ресурса уменьшает арифметическую аппаратуру, но ограничивает пропускную способность по сравнению с конвейером, принимающим данные каждый такт. Поддержка одновременного завершения и нового запроса требует явного приоритета между выдачей старого результата и инициализацией нового запроса.

Выводите управление из состояния: разрешение аккумулятора в состояниях ADD, соответствующий состоянию выбор операнда и valid результата в DONE. Задавайте комбинационным управляющим выходам значения по умолчанию. Определите приём так, чтобы постоянно установленный запрос не повторялся случайно. Сброс возвращает в IDLE и отбрасывает незавершённую работу. Реализация со счётчиком может сократить кодирование состояний, но всё равно требует того же расписания по фронтам.