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關(guān)卡展示

這一關(guān)是新手入門(mén)關(guān)卡。在這一關(guān)里我們需要掌握兩條基本指令：mov 指令和 slp 指令。

說(shuō)明：指令中的 I 表示一個(gè)整數(shù)（integer），R 表示一個(gè)寄存器（register），P 表示一個(gè)端口（port）。這點(diǎn)以后不再重復(fù)說(shuō)明。

mov 指令用法：mov I/R1/P1 R2/P2，將【整數(shù)／寄存器1中的數(shù)／從端口1獲得的數(shù)】送入【寄存器2／端口2】中。

slp 指令用法：slp I/R/P，令 cpu 休眠一定的時(shí)鐘周期，休眠的周期數(shù)等于【指定的整數(shù)／寄存器中的數(shù)／從端口獲得的數(shù)】。

我們現(xiàn)在觀察下方的波形圖，不難發(fā)現(xiàn)，【活動(dòng)狀態(tài)】端口需要循環(huán)輸出?6 秒的?0?信號(hào)和?6 秒的 100 信號(hào)?！揪W(wǎng)絡(luò)】端口稍微復(fù)雜一點(diǎn)，循環(huán)節(jié)為：0×4s，100×2s，0×1s，100×1s。初始的線(xiàn)路板里，【活動(dòng)狀態(tài)】端口的代碼已經(jīng)為我們寫(xiě)好了，我們來(lái)分析一下：

所以，對(duì)于【網(wǎng)絡(luò)】端口，我們已經(jīng)找到了循環(huán)節(jié)，所以只需要照葫蘆畫(huà)瓢寫(xiě)就 OK 了。我們從右側(cè)的元件面板上拖入一個(gè)【MC4000】元件，然后將它的 p0 口與【網(wǎng)絡(luò)】端口連線(xiàn)，并寫(xiě)出如下圖所示的代碼：

點(diǎn)擊左下角的【模擬】按鈕，運(yùn)行程序，稍等片刻，便會(huì)彈出過(guò)關(guān)畫(huà)面。游戲會(huì)從成本、電量及代碼行數(shù)三個(gè)維度評(píng)判你的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)秀程度。

優(yōu)化電量

這里我們需要提一個(gè)隱藏特性：簡(jiǎn)單 I/O 口（就是只能和芯片的 p0/p1 相連接的端口）未賦值時(shí)擁有初始值 0。那么我們其實(shí)沒(méi)有必要在第一條指令就寫(xiě) mov 0 p0，而是先寫(xiě) slp 指令，將 mov 0 p0 這樣的指令放到循環(huán)的最后。這樣的話(huà)，兩塊芯片在整個(gè)周期里可以各省掉一格給 p0 口清零的電量，共計(jì)可以省掉 2 格電量。

優(yōu)化代碼行數(shù)

這里要引入一條可以大幅減少代碼行數(shù)的指令：gen 指令。

gen 指令用法：gen P I1/R1/P1 I2/R2/P2

這一條指令的耗電量是 4 個(gè)單位，等價(jià)于以下 4 條指令：

另外，還有一個(gè)新特性需要說(shuō)明一下：在一行代碼前加上 @ 注解，可以確保對(duì)應(yīng)的代碼只在最開(kāi)始執(zhí)行一次，而不會(huì)被循環(huán)執(zhí)行。

因此，我們可以將以上代碼大幅度減少為下面這樣：

眾所周知，gen 指令生成的是以 100 起始的方波（100→0→100→0→……），但是這道題要生成的是以 0 起始的方波（0→100→0→100→……），我們?nèi)绾尾拍苡?gen 指令簡(jiǎn)化呢？其實(shí)我們只需要把第一行的 slp 挪到最后一行，然后在第一行加上只執(zhí)行一次的 @slp 指令，然后就能用 gen 簡(jiǎn)化了。如下所示：

等價(jià)于

等價(jià)于

控制【網(wǎng)絡(luò)】端口的芯片同理。此時(shí)我們的代碼行數(shù)縮減到了 5 行。

進(jìn)一步優(yōu)化代碼行數(shù)

要生成以 0 起始的方波，在代碼開(kāi)頭加入只執(zhí)行一次的睡眠指令是一個(gè)辦法，還有一個(gè)辦法就是將生成的 100 起始的方波用【非門(mén)】反轉(zhuǎn)一下。這樣就不需要額外的睡眠指令了。我們現(xiàn)在從元件面板上拖入兩個(gè)【LC70G04】元件，這個(gè)元件的作用是將輸入端（大頭端）的非 0 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 0，或?qū)⑤斎攵说?0 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 100 傳給輸出端（小頭端）。注意兩端的方向不能接反。

接完了以后，我們將兩塊芯片中多余的 @slp 指令刪除。注意第二塊芯片的 gen 指令里的時(shí)間要改掉，第一個(gè)立即數(shù)寫(xiě) 0 信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)，第二個(gè)立即數(shù)寫(xiě) 100 信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)，和之前正好反過(guò)來(lái)。此時(shí)，因?yàn)榧恿藘蓚€(gè)非門(mén)元件，所以我們的成本提高到了 8 元，但代碼行數(shù)減少到了 3 行。

進(jìn)一步優(yōu)化電量

在第三部分【優(yōu)化代碼行數(shù)】的基礎(chǔ)上，將第一塊芯片中的代碼改為五條帶 @ 前綴的指令，可以將電量極致優(yōu)化到 57。如下圖所示，@ slp 6，@ gen p0 6 6，@ gen p0 6 6，@ gen p0 6 6 后，只剩下了最后 6 秒的 100 信號(hào)，此時(shí)只需要一條 @ mov 100 p0 即可，無(wú)需執(zhí)行休眠 6 秒的指令。