將方程式轉成資料路徑契約

訂定電路所承諾的行為

資料路徑儲存、選擇並運算數值。控制器決定哪些數值要移動，以及何時移動。這是兩種不同的設計責任，但並非獨立執行的軟體工作。在時脈邊緣，控制訊號決定暫存器更新；這些暫存器值會在下一個週期成為組合邏輯的輸入。缺少這項時序契約的方程式，可能為錯誤的交易產生正確的數字。

我們的小型計算器接受無號八位元運算元 a、b，以及二位元操作碼。操作 0 執行加法，1 執行減法，2 執行 AND，3 執行 XOR。算術結果傳回最低八個位元，另外提供加法進位或減法借位。後續專案也會攜帶標籤。標籤不會改變運算，卻能辨識結果來自哪筆輸入，因此必須與結果一起傳遞。

當 a=250、b=10 且操作為 ADD 時，數學上的總和是 260。輸出為 4，carry=1。有號解讀或飽和處理會形成不同的契約。不要讓程式語言意外的型別轉換替你決定策略。回繞算術可能適合位址計數器，而亮度計算可能需要飽和處理。

無效的 ALU 輸出仍可能在電氣上改變；它並不代表一筆交易。有效結果若帶著舊標籤，同樣是錯誤的。應一起檢查資料、標籤與 valid。對每筆輸出，都要回答位元代表什麼，以及消費端何時能信任它。本課程的週期模型檢查功能與順序，不檢查實體邏輯閘延遲。在為延遲或吞吐量目標選擇暫存器分界之前，先將契約轉成參考模型。