团队编号:CICC1413
团队名称:“芯”之所向
在增加浮点数指令时,我们会遇到一些需要写回寄存器的指令,此时就需要对原先的写回功能模块做更改。
写回功能主要集中在这两个模块中
e203_exu_longpwbck.v 长指令写回仲裁
e203_exu_wbck.v 最终写回仲裁
该模块实现了E203处理器的写回逻辑。它接收来自ALU和长流水线指令的写回数据,并根据优先级选择要写回的数据。然后,它将所选的数据发送到寄存器文件,以便将其写入正确的寄存器。模块还包括用于握手协议的信号,以确保正确传输数据。
首先,代码中定义了三个接口,分别是ALU指令的写回接口、长流水线指令的写回接口和最终写回到寄存器文件的接口。其中,ALU指令的写回接口和长流水线指令的写回接口都包括数据、寄存器编号和有效性等信号。
// The ALU Write-Back Interface
input alu_wbck_i_valid, // Handshake valid
output alu_wbck_i_ready, // Handshake ready
input [`E203_XLEN-1:0] alu_wbck_i_wdat,
input [`E203_RFIDX_WIDTH-1:0] alu_wbck_i_rdidx,
// If ALU have error, it will not generate the wback_valid to wback module
// so we dont need the alu_wbck_i_err here
//////////////////////////////////////////////////////////////
// The Longp Write-Back Interface
input longp_wbck_i_valid, // Handshake valid
output longp_wbck_i_ready, // Handshake ready
input [`E203_FLEN-1:0] longp_wbck_i_wdat,
input [5-1:0] longp_wbck_i_flags,
input [`E203_RFIDX_WIDTH-1:0] longp_wbck_i_rdidx,
input longp_wbck_i_rdfpu,
//////////////////////////////////////////////////////////////
// The Final arbitrated Write-Back Interface to Regfile
output rf_wbck_o_ena,
output [`E203_XLEN-1:0] rf_wbck_o_wdat,
output [`E203_RFIDX_WIDTH-1:0] rf_wbck_o_rdidx,
接下来,代码中定义了两个信号:wbck_ready4alu和wbck_ready4longp,分别表示ALU指令和长流水线指令是否可以进行写回。具体来说,wbck_ready4alu是一个非长流水线指令写回的信号,当它为1时表示ALU指令可以进行写回;wbck_ready4longp则始终为1,表示长流水线指令可以始终进行写回。通过与这两个信号进行与运算,就可以确定哪个指令有优先权进行写回。
// The ALU instruction can write-back only when there is no any
// long pipeline instruction writing-back
// * Since ALU is the 1 cycle instructions, it have lowest
// priority in arbitration
wire wbck_ready4alu = (~longp_wbck_i_valid);
wire wbck_sel_alu = alu_wbck_i_valid & wbck_ready4alu;
// The Long-pipe instruction can always write-back since it have high priority
wire wbck_ready4longp = 1'b1;
wire wbck_sel_longp = longp_wbck_i_valid & wbck_ready4longp;
在确定了哪个指令有优先权进行写回后,代码中将相应的写回数据、寄存器编号和有效性等信号发送到最终写回到寄存器文件的接口。同时,它还处理错误和不可写回的情况。具体来说,如果指令存在错误或不可写回,它将被在执行单元级别杀死,而不会发送到该模块。如果存在错误或不可写回,则不会将写回数据发送到寄存器文件。
assign wbck_i_valid = wbck_sel_alu ? alu_wbck_i_valid : longp_wbck_i_valid;
`ifdef E203_FLEN_IS_32//{
assign wbck_i_wdat = wbck_sel_alu ? alu_wbck_i_wdat : longp_wbck_i_wdat;
`else//}{
assign wbck_i_wdat = wbck_sel_alu ? {{`E203_FLEN-`E203_XLEN{1'b0}},alu_wbck_i_wdat} : longp_wbck_i_wdat;
`endif//}
assign wbck_i_flags = wbck_sel_alu ? 5'b0 : longp_wbck_i_flags;
assign wbck_i_rdidx = wbck_sel_alu ? alu_wbck_i_rdidx : longp_wbck_i_rdidx;
assign wbck_i_rdfpu = wbck_sel_alu ? 1'b0 : longp_wbck_i_rdfpu;
最后,代码中将写回数据发送到寄存器文件,并处理了错误和不可写回的情况,实现了E203处理器中的写回模块。
assign rf_wbck_o_ena = wbck_o_ena & (~wbck_i_rdfpu);
assign rf_wbck_o_wdat = wbck_i_wdat[`E203_XLEN-1:0];
assign rf_wbck_o_rdidx = wbck_i_rdidx;
在接口中加入以下代码:
input longp_wbck_i_rdfpu,
input longp_wbck_i_fpuop,
仿照原本代码进行添加:
wire wbck_i_rdfpu;
assign wbck_i_rdfpu = wbck_sel_alu ? 1'b0 : longp_wbck_i_rdfpu;
wire wbck_o_ena = rf_wbck_o_valid & rf_wbck_o_ready & (~wbck_i_rdfpu);
这样便完成了对该模块的更改,使其具有处理浮点数指令的功能。