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關(guān)卡展示

從本關(guān)開始，BGM 都變得深沉了。我原以為進(jìn)了阿瓦隆城就是地獄了，沒想到前面的關(guān)卡還都是練手的，從這關(guān)開始才是地獄。

本關(guān)的要求很簡(jiǎn)單：一共有 6 路傳感器輸入。當(dāng)最近的 2 秒內(nèi)檢測(cè)到至少兩路有脈沖信號(hào)時(shí)，向輸出端口報(bào)告近 2 秒內(nèi)哪些端口產(chǎn)生了脈沖信號(hào)。要求按照數(shù)字大小順序報(bào)告，不能亂序報(bào)告。報(bào)告完畢后的下一秒里不會(huì)有任何傳感器發(fā)生脈沖信號(hào)，請(qǐng)確保相鄰的數(shù)據(jù)包間至少有 1 秒的間隔，不要重復(fù)報(bào)告上一秒的脈沖。

其實(shí)總共只有兩種情況需要報(bào)告：

• 同一秒內(nèi)有兩路以上的輸入信號(hào)產(chǎn)生了脈沖。例如：第 1 秒里，傳感器 1~3 同時(shí)變?yōu)?100，傳感器 4~6 保持為 0。此時(shí)向輸出端口發(fā)送【1、2、3】的數(shù)據(jù)包。

• 前一秒里有且僅有一路輸入信號(hào)產(chǎn)生了脈沖，緊接著的后一秒里有至少一路輸入信號(hào)產(chǎn)生了脈沖。例如：第 1 秒里，傳感器 1 變?yōu)?100；第 2 秒里，傳感器 2、3 變?yōu)?100。此時(shí)需要在第 2 秒時(shí)向輸出端口發(fā)送【1、2、3】的數(shù)據(jù)包。

• 其余的情況，都不需要報(bào)告。如果在上面的例子里，傳感器 2、3 改為在第 3 秒時(shí)才變?yōu)?100，那么在第 2 秒時(shí)，傳感器 1 會(huì)回歸為“未產(chǎn)生脈沖信號(hào)”的狀態(tài)，第 3 秒時(shí)我們只需要向輸出端口發(fā)送【2、3】的數(shù)據(jù)包。

本題需要 4 塊芯片分工合作完成任務(wù)。1 號(hào)芯片“兩頭跑”，先從輸入端獲取兩塊 DX-300 轉(zhuǎn)接后的三位數(shù)，然后呼叫 2 號(hào)芯片，令它計(jì)算兩秒內(nèi)有多少路輸入產(chǎn)生了脈沖信號(hào)。得到 2 號(hào)芯片的反饋后，判斷產(chǎn)生了脈沖信號(hào)的路數(shù)是否 > 1。滿足條件時(shí)，將兩個(gè)三位數(shù)發(fā)給 3 號(hào)芯片，然后由 3、4 號(hào)芯片共同將數(shù)據(jù)包發(fā)給輸出端口。電路圖和代碼如下：

6 路輸入，首先肯定是二話不說，兩塊 DX-300 安排上。最左邊的 MC6000 和兩塊 DX-300 直接連通，因此它是 1 號(hào)芯片。它的 x3 口連接著中央的 2 號(hào)芯片，x2 口連接著底部居中的 3 號(hào)芯片。

我們先來看“兩頭跑”的 1 號(hào)芯片的代碼：

首先把兩路 DX-300 提供的三位數(shù)都發(fā)給 2 號(hào)芯片，委托它計(jì)算近兩秒內(nèi)有多少路輸入產(chǎn)生了脈沖信號(hào)（mov x0 x3, mov x1 x3）。2 號(hào)芯片在計(jì)算完畢后，會(huì)返回一個(gè)值，這個(gè)值的含義就是【近 2 秒內(nèi)產(chǎn)生了脈沖的路數(shù)】。當(dāng)近 2 秒內(nèi)沒有發(fā)生脈沖，或有且僅有一路發(fā)生了脈沖時(shí)（tgt x3 1），僅僅將這兩個(gè)三位數(shù)暫存到 acc 和 dat 里，不通知 3 號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包（- mov x0 acc, - mov x1 dat）。而當(dāng)路數(shù) > 1 時(shí)，我們要將近 2 秒內(nèi)發(fā)生過脈沖的所有傳感器都告知第 3 塊芯片，由它向輸出端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。

問題來了：你怎么將當(dāng)前這 1 秒的三位數(shù)和存在 acc/dat 里的前 1 秒的三位數(shù)合并，轉(zhuǎn)換為近 2 秒內(nèi)的三位數(shù)？

答案是使用加法。我們就以前三路輸出為例：第一秒鐘傳感器 0 發(fā)生了脈沖信號(hào)，x0?讀到了 001；第二秒鐘傳感器 1、2 發(fā)生了脈沖信號(hào)，x0?讀到了 110。由于第一秒鐘只有一路信號(hào)產(chǎn)生了脈沖，因此在上一秒里，我們將 001 這個(gè)值存入了 acc。那么，到了這一秒時(shí)，我們將上一秒的 acc 加上本秒的 x0，001 + 110 = 111，就得到了“傳感器 0~2 在近 2 秒內(nèi)都產(chǎn)生了脈沖信號(hào)”的三位數(shù)。后三路輸入也是同理。

我們的代碼也正是使用加法來計(jì)算哪些輸入在近 2 秒內(nèi)產(chǎn)生了脈沖信號(hào)的。首先，令 acc 加上 x0，將近?2 秒內(nèi)【前三個(gè)傳感器】的脈沖狀態(tài)合并后（+?add x0）發(fā)給 3 號(hào)芯片，通知 3 號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包的前半部分（+ mov acc x2）。然后再令?dat 加上 x1，將近 2 秒內(nèi)【后三個(gè)傳感器】的脈沖狀態(tài)合并后（+ mov dat acc, + add x1）發(fā)給 3 號(hào)芯片，通知 3 號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包的后半部分（+ mov acc x2）。做完這些后，休眠一秒，進(jìn)入下一個(gè)時(shí)鐘周期（slp 1）。

然后來看用于計(jì)算【近?2?秒內(nèi)產(chǎn)生了脈沖的路數(shù)】的 2 號(hào)芯片的代碼：

首先我來解釋一下右邊的 ROM 是干什么用的。這是一個(gè)用來計(jì)算【三位數(shù)里有多少個(gè) 1】的 ROM。我們將 ROM 的地址值置為八種 DX-300 三位數(shù)中的一種時(shí)，其指向的數(shù)字正好等于【這個(gè)三位數(shù)中 1 的個(gè)數(shù)】。

• 向地址口傳入?000 時(shí)，0 mod 14 = 0，地址指針會(huì)指向 0 號(hào)空間。0 號(hào)空間里的值是 0，代表 000 中有 0 個(gè) 1；

• 向地址口傳入?001?時(shí)，1?mod 14 = 1，地址指針會(huì)指向 1?號(hào)空間。1?號(hào)空間里的值是 1，代表 001?中有 1?個(gè) 1；

• 向地址口傳入?010 時(shí)，10 mod 14 = 10，地址指針會(huì)指向 10 號(hào)空間。10 號(hào)空間里的值是 1，代表 010 中有 1?個(gè) 1；

• 向地址口傳入?011?時(shí)，11?mod 14 = 11，地址指針會(huì)指向 11?號(hào)空間。11?號(hào)空間里的值是 2，代表 011?中有 2?個(gè) 1；

• 向地址口傳入 100 時(shí)，100?mod 14 = 2，地址指針會(huì)指向 2?號(hào)空間。2?號(hào)空間里的值是 1，代表?100 中有?1?個(gè) 1；

• 向地址口傳入?101 時(shí)，101 mod 14 = 3，地址指針會(huì)指向 3?號(hào)空間。3?號(hào)空間里的值是 2，代表 101?中有 2?個(gè) 1；

• 向地址口傳入?110 時(shí)，110 mod 14 = 12，地址指針會(huì)指向 12 號(hào)空間。12?號(hào)空間里的值是?2，代表 110 中有 2 個(gè) 1；

• 向地址口傳入?111 時(shí)，111 mod 14 = 13，地址指針會(huì)指向 13 號(hào)空間。13?號(hào)空間里的值是 3，代表 111?中有 3 個(gè) 1。

解釋完了這個(gè) ROM 的作用，我們來看 2 號(hào)芯片的代碼。本芯片中的 acc 寄存器用于記錄前一秒里產(chǎn)生了脈沖信號(hào)的路數(shù)。首先我們接收?1 號(hào)芯片發(fā)來的第一個(gè)三位數(shù)，將其置為 ROM 的地址（mov x1 x3），然后讀一格 ROM，獲得前三位數(shù)里 1 的個(gè)數(shù)。此時(shí)我們需要判斷前一秒里是不是有且僅有一路脈沖信號(hào)（teq acc 1）。如果前一秒里有且僅有一路脈沖信號(hào)，那么需要將前一秒的脈沖信號(hào)順延到這一秒。我們從 ROM 中讀取到前三位數(shù)里的 1 的個(gè)數(shù)后，要將這么多 1 和前一秒的那一個(gè) 1 做累加運(yùn)算（+ add x2）。其余情況，前一秒的脈沖都不順延到這一秒，都是直接覆蓋，不做累加運(yùn)算（- mov x2?acc）。做完以上操作后，我們?cè)俳邮?1 號(hào)芯片發(fā)來的第二個(gè)三位數(shù)，將其置為 ROM 的地址（mov x1 x3），然后讀一格?ROM，獲得后三位數(shù)里 1 的個(gè)數(shù)。將其累加到 acc 上（add x2）。如此，便得到了【近?2?秒內(nèi)產(chǎn)生了脈沖的路數(shù)】。我們將這個(gè)值回傳給 1 號(hào)芯片（mov acc x1）。

此時(shí)要注意，如果前一秒有且僅有一路脈沖信號(hào)（即 teq acc 1 成立），那么到了此處，我們必須要強(qiáng)制將 acc 清零（+ sub acc）。原因如下：

• 如果本秒內(nèi)沒有出現(xiàn)脈沖信號(hào)，acc 的值會(huì)保持為 1。但是我們最多只能將孤立的脈沖信號(hào)向后順延 1 秒，不能向后順延更長(zhǎng)時(shí)間。1 秒過后，如果這個(gè)孤立的脈沖信號(hào)沒有被接收，那就只能被消滅。強(qiáng)制將 acc 清零，不讓這個(gè)孤立的脈沖信號(hào)向后順延更久。

• 如果本秒內(nèi)出現(xiàn)了其他的至少一路脈沖信號(hào)，acc 的值會(huì)變成 2 以上。此時(shí)清零與否效果一致，但為了節(jié)省一行判斷，上一秒的 acc 是 1 時(shí)，這一秒就統(tǒng)一清零了。

做完這些后，睡眠，等待下一次被 1 號(hào)芯片喚醒（slx x1）。

最后是下方用于傳輸數(shù)據(jù)的 3 號(hào)、4 號(hào)芯片：

3 號(hào)芯片在收到由 1 號(hào)芯片發(fā)來的三位數(shù)后（slx x0, mov x0 dat），依次提取出這個(gè)三位數(shù)的個(gè)位（dst 0 dat, mov acc x3）、十位（mov dat acc, dgt 1, mov acc x3）和百位數(shù)，發(fā)給 4 號(hào)芯片（mov dat acc, dgt 2, mov acc x3）。1 號(hào)芯片每次呼叫 3 號(hào)芯片，都會(huì)發(fā)兩個(gè)三位數(shù)，3 號(hào)芯片也相應(yīng)地重復(fù)做兩次這樣的事。

4 號(hào)芯片的 acc 用來記錄當(dāng)前接收到的是第幾位數(shù)字。6 位數(shù)字里，每出現(xiàn)一個(gè) 1，就表示當(dāng)前位數(shù)所指示的傳感器發(fā)生了脈沖信號(hào)，我們就需要將對(duì)應(yīng)的編號(hào)發(fā)送給輸出端口。每當(dāng)收到一位數(shù)字時(shí)（slx x0），檢查這位數(shù)字是否大于 0（tcp x0 0）。大于 0 時(shí)，將 acc 表示的位數(shù)（即傳感器編號(hào)）發(fā)送給輸出端口（+ mov acc x1）。然后檢查剛才接收的是不是第 5 位數(shù)字（teq acc 5）。尚未接收到第 5 位數(shù)字時(shí)，說明還有等待接收的數(shù)字，令位數(shù) +1（- add 1）并跳回第一行繼續(xù)接收，直到接收完第 5 位數(shù)字為止，將位數(shù)歸零（+ sub acc），準(zhǔn)備迎接下一次任務(wù)。

點(diǎn)擊左下角的【模擬】，稍等片刻，便會(huì)彈出結(jié)算界面：

優(yōu)化電量

題目已經(jīng)保證了報(bào)告后的下一秒一定不會(huì)有脈沖信號(hào)。所以報(bào)告完畢后的那一秒，我們可以手動(dòng)將 1 號(hào)芯片的 acc 和 dat 的值置零，無需調(diào)用 2 號(hào)芯片計(jì)算后歸零。我們將 1 號(hào)芯片的代碼改成如下的樣子：

我將改動(dòng)過的地方加上了注釋。

當(dāng)近?2 秒內(nèi)沒有發(fā)生脈沖，或有且僅有一路發(fā)生了脈沖時(shí)（tgt x3 1），僅僅將這兩個(gè)三位數(shù)暫存到 acc 和 dat 里，不通知 3 號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包（- mov x0 acc, - mov x1 dat）。做完這些后，只休眠 1 秒，下一秒里繼續(xù)判定是否有其他路的脈沖信號(hào)（- slp 1）。

而當(dāng)路數(shù) > 1 時(shí)，首先，令 acc 加上 x0，將近?2 秒內(nèi)【前三個(gè)傳感器】的脈沖狀態(tài)合并后（+?add x0）發(fā)給 3 號(hào)芯片，通知 3?號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包的前半部分（+ mov acc x2）。然后再令?dat 加上 x1，將近 2 秒內(nèi)【后三個(gè)傳感器】的脈沖狀態(tài)合并后（+ mov dat acc, + add x1）發(fā)給 3 號(hào)芯片，通知 3 號(hào)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)包的后半部分（+ mov acc x2）。做完這些后，我們手動(dòng)將 acc 和 dat 的值清零（+ mov 0 acc, + mov 0 dat），然后休眠 2 秒，跳過下一秒的脈沖檢測(cè)過程（+ slp 2）。

另外，我在龍騰第 16 關(guān)《幽靈娃娃》的攻略里說過：

播放特定音效時(shí)，我們需要讀取連續(xù)的 14 個(gè)波形數(shù)據(jù)。14 除自己外的因數(shù)有 1、2、7，也就是說，我們?cè)谘h(huán)的過程中，每次循環(huán)讀取 1/2/7 個(gè)波形數(shù)據(jù)時(shí)，都能保證循環(huán)正常結(jié)束。 作者：ココアお姉ちゃん https://www.bilibili.com/read/cv16930488 出處：bilibili

到這一關(guān)里，每次發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，都需要檢查 6 位數(shù)是否為 1。6 除自己外的因數(shù)有 1、2、3，因此我們?cè)谘h(huán)檢查的過程中，每次檢查 1/2/3 位數(shù)，都能保證循環(huán)正常結(jié)束。用于發(fā)送數(shù)據(jù)的 4 號(hào)芯片還有 3 行代碼空間，我們完全可以一次檢查 2 位數(shù)，減少循環(huán)結(jié)束的判斷次數(shù)。

選中的部分是我們?cè)黾拥拇a。由于 3 也是 6 的因數(shù)，我們甚至還可以一步到位，將這塊 MC4000 換成 MC6000，一次檢查 3 位數(shù)字，進(jìn)一步節(jié)省電量：

當(dāng)然，換成 MC6000 以后，端口的名稱也相應(yīng)地發(fā)生了變化，代碼中的端口名也要相應(yīng)地做修改（x1→x2, x0→x1）。

嗯……再進(jìn)一步，總共就 6 次判斷，有必要循環(huán)嗎，有必要用 acc 嗎？直接暴力大法就好：

我們加了 2 塊錢，多寫了 10?行代碼，讓電量從 1.8K 降到了 1.2K。效率提升了 1/3。