一、团队介绍

团队名称：管他三七二十一
学校名称：华中科技大学
队伍成员：龚绎天、李泽立、王欣倓
指导老师：王超
大家好，本篇是我们队伍的第四篇分享，主要内容是补充介绍e203乘除法模块(e203_exu_alu_muldiv.v)中的back2back和special case信号的含义，水平有限，如有错误，欢迎大家批评指正。

二、 主要内容：

首先我们知道，对于e203的乘除法器，为了实现低功耗，低面积、高资源利用率，乘除法过程复用了alu数据通路，没有设计单独的乘除法器。

其中乘法采用基4booth编码得到部分积，并通过移位相加，复用alu加法器数据通路实现乘法，已知基4booth编码的32位有符号数乘法会产生部分积一条乘法的计算需要消耗十七个周期。

除法则采用加减交替法（即不恢复余数除法），除需31周期完成计算外，还需要两个周期进行溢出的检测等操作。

首先是module中的back2back信号，
根据模块RTL的第449，450行的信息，back2back是指，当译码检测到

1、 连续的mul和mulh指令，并且两条指令的两个源寄存器相同，则说明这两条指令的运算结果是可以在同一次乘法计算过程中得出，这样可以在17个周期完成两条指令的运算，
Mul指令输出低位，mulh（如mulhu等写回计算结果高位的指令）指令输出高位即可。

2、 连续的除法指令div（div、divu）和取余指令（rem、remu），并且两条指令的两个源寄存器相同，则说明这两条指令运算结果也可以在同一次除法计算过程中得出，从而在31周期内完成两条指令的运算。

满足上述两种情况时，则进行back2back处理，可以节约33或17个周期。

然后是module中的special case语句
根据模块RTL的第420行到440行的信息，special case是指的除法指令中，除数为0和除法溢出的情况。‘
1、首先是除数为零，这种情况下会使得商输出为0，余数输出为被除数。进行写回

2、然后是除法溢出的情况：
除法溢出仅仅发生在有符号除法指令，即div和rem指令中，对于divu和remu指令则不会发生这种情况，

除法溢出是指：
当除数为-1（补码表示为1111111111111），被除数为-(2^xlen),(补码表示为1000000000)，这种情况下，商为(2^xlen),而补码无法表示(2^xlen)，因为补码正数最大为(2^xlen-1),因此判定发生了溢出。

发生溢出之后，定义此时输出的商为1000000000，余数为0.分别作为div和rem指令的输出结果，进行写回