[经验]

浮点数的指令添加——最终写回仲裁

2025-10-24 06:29:06

77 浮点数

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
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。
具体实现

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;修改方法

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。