mirror of
https://github.com/olofk/serv.git
synced 2026-01-26 11:41:51 +00:00
Use custom interconnect. Runs on hw
This commit is contained in:
@@ -1,43 +1,21 @@
|
||||
`default_nettype none
|
||||
module riscv_timer
|
||||
(input wire i_clk,
|
||||
output reg o_irq = 1'b0,
|
||||
input wire [31:0] i_wb_adr,
|
||||
input wire [31:0] i_wb_dat,
|
||||
input wire [3:0] i_wb_sel,
|
||||
input wire i_wb_we,
|
||||
input wire i_wb_cyc,
|
||||
input wire i_wb_stb,
|
||||
output reg [31:0] o_wb_dat,
|
||||
output reg o_wb_ack = 1'b0);
|
||||
output reg o_irq = 1'b0,
|
||||
input wire [31:0] i_wb_dat,
|
||||
input wire i_wb_we,
|
||||
input wire i_wb_cyc,
|
||||
output wire [31:0] o_wb_dat);
|
||||
|
||||
reg [63:0] mtime = 64'd0;
|
||||
reg [63:0] mtimecmp = 64'd0;
|
||||
reg [31:0] mtime = 32'd0;
|
||||
reg [31:0] mtimecmp = 32'd0;
|
||||
|
||||
localparam [1:0]
|
||||
REG_MTIMELO = 2'd0,
|
||||
REG_MTIMEHI = 2'd1,
|
||||
REG_MTIMECMPLO = 2'd2,
|
||||
REG_MTIMECMPHI = 2'd3;
|
||||
|
||||
always @(i_wb_adr, mtime, mtimecmp)
|
||||
case (i_wb_adr[3:2])
|
||||
REG_MTIMELO : o_wb_dat = mtime[31:0];
|
||||
REG_MTIMEHI : o_wb_dat = mtime[63:32];
|
||||
REG_MTIMECMPLO : o_wb_dat = mtimecmp[31:0];
|
||||
REG_MTIMECMPHI : o_wb_dat = mtimecmp[63:32];
|
||||
endcase
|
||||
assign o_wb_dat = mtime;
|
||||
|
||||
always @(posedge i_clk) begin
|
||||
o_wb_ack <= 1'b0;
|
||||
if (i_wb_cyc & i_wb_stb) begin
|
||||
o_wb_ack <= !o_wb_ack;
|
||||
if (i_wb_we & (i_wb_adr[3:2] == REG_MTIMECMPLO))
|
||||
mtimecmp[31:0] <= i_wb_dat;
|
||||
if (i_wb_we & (i_wb_adr[3:2] == REG_MTIMECMPHI))
|
||||
mtimecmp[63:32] <= i_wb_dat;
|
||||
end
|
||||
mtime <= mtime + 64'd1;
|
||||
if (i_wb_cyc & i_wb_we)
|
||||
mtimecmp <= i_wb_dat;
|
||||
mtime <= mtime + 32'd1;
|
||||
o_irq <= (mtime >= mtimecmp);
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
@@ -2,18 +2,24 @@
|
||||
module ser_add
|
||||
(
|
||||
input wire clk,
|
||||
input wire rst,
|
||||
input wire a,
|
||||
input wire b,
|
||||
input wire clr,
|
||||
output wire q,
|
||||
output wire o_v);
|
||||
|
||||
reg c_r = 1'b0;
|
||||
reg c_r;
|
||||
|
||||
assign o_v = (a&b | a&c_r | b&c_r);
|
||||
wire axorb = a^b;
|
||||
|
||||
assign q = a ^ b ^ c_r;
|
||||
assign o_v = (axorb & c_r) | (a&b);
|
||||
|
||||
assign q = axorb ^ c_r;
|
||||
always @(posedge clk)
|
||||
c_r <= !clr & o_v;
|
||||
if (rst)
|
||||
c_r <= 1'b0;
|
||||
else
|
||||
c_r <= !clr & o_v;
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
@@ -2,6 +2,7 @@
|
||||
module serv_alu
|
||||
(
|
||||
input wire clk,
|
||||
input wire i_rst,
|
||||
input wire i_en,
|
||||
input wire i_rs1,
|
||||
input wire i_op_b,
|
||||
@@ -36,6 +37,7 @@ module serv_alu
|
||||
ser_add ser_add_inv_shamt_plus1
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (~i_op_b),
|
||||
.b (plus_1),
|
||||
.clr (!i_en),
|
||||
@@ -67,6 +69,7 @@ module serv_alu
|
||||
ser_add ser_add_inv_plus_1
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (~i_op_b),
|
||||
.b (plus_1),
|
||||
.clr (!i_en),
|
||||
@@ -78,6 +81,7 @@ module serv_alu
|
||||
ser_add ser_add
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (i_rs1),
|
||||
.b (add_b),
|
||||
.clr (!i_en),
|
||||
|
||||
@@ -11,6 +11,7 @@ module serv_ctrl
|
||||
input wire i_rs1,
|
||||
input wire i_jalr,
|
||||
input wire i_auipc,
|
||||
input wire i_lui,
|
||||
input wire i_trap,
|
||||
input wire i_csr_pc,
|
||||
output wire o_rd,
|
||||
@@ -41,6 +42,7 @@ module serv_ctrl
|
||||
ser_add ser_add_pc_plus_4
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (pc),
|
||||
.b (plus_4),
|
||||
.clr (i_cnt_done),
|
||||
@@ -61,13 +63,14 @@ module serv_ctrl
|
||||
);
|
||||
|
||||
assign new_pc = i_trap ? (i_csr_pc & en_pc_r) : i_jump ? pc_plus_offset_aligned : pc_plus_4;
|
||||
assign o_rd = i_auipc ? pc_plus_offset_aligned : pc_plus_4;
|
||||
assign o_rd = i_lui ? i_offset : i_auipc ? pc_plus_offset_aligned : pc_plus_4;
|
||||
|
||||
assign offset_a = i_jalr ? i_rs1 : pc;
|
||||
|
||||
ser_add ser_add_pc_plus_offset
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (offset_a),
|
||||
.b (i_offset),
|
||||
.clr (i_cnt_done),
|
||||
|
||||
@@ -12,6 +12,7 @@ module serv_decode
|
||||
output wire o_ctrl_jump,
|
||||
output wire o_ctrl_jalr,
|
||||
output wire o_ctrl_auipc,
|
||||
output wire o_ctrl_lui,
|
||||
output wire o_ctrl_trap,
|
||||
output wire o_ctrl_mret,
|
||||
input wire i_ctrl_misalign,
|
||||
@@ -44,10 +45,9 @@ module serv_decode
|
||||
output wire o_csr_imm,
|
||||
output wire o_csr_d_sel,
|
||||
output reg [2:0] o_funct3,
|
||||
output reg o_imm,
|
||||
output wire o_offset_source,
|
||||
output wire o_imm,
|
||||
output wire o_op_b_source,
|
||||
output wire [2:0] o_rd_source);
|
||||
output wire [1:0] o_rd_source);
|
||||
|
||||
`include "serv_params.vh"
|
||||
|
||||
@@ -83,7 +83,7 @@ module serv_decode
|
||||
wire e_op;
|
||||
wire jump_misaligned;
|
||||
|
||||
reg signbit;
|
||||
reg imm30;
|
||||
|
||||
assign o_cnt_done = cnt_done;
|
||||
|
||||
@@ -119,16 +119,17 @@ module serv_decode
|
||||
|
||||
assign o_alu_en = cnt_en;
|
||||
|
||||
assign o_ctrl_lui = opcode == OP_LUI;
|
||||
|
||||
assign o_ctrl_en = cnt_en;
|
||||
|
||||
assign o_alu_init = (state == INIT);
|
||||
|
||||
assign o_alu_sub = (opcode == OP_OP) ? signbit /* ? 1'b1*/ :
|
||||
assign o_alu_sub = (opcode == OP_OP) ? imm30 /* ? 1'b1*/ :
|
||||
(branch_op & (o_funct3 == 3'b100)) ? 1'b1 :
|
||||
(branch_op & (o_funct3 == 3'b101)) ? 1'b1 :
|
||||
(branch_op & (o_funct3 == 3'b110)) ? 1'b1 :
|
||||
((opcode == OP_OPIMM) & (o_funct3 == 3'b000)) ? 1'b0 :
|
||||
1'bx;
|
||||
1'b0;
|
||||
|
||||
|
||||
assign o_alu_cmp_neg = branch_op & o_funct3[0];
|
||||
@@ -198,11 +199,11 @@ module serv_decode
|
||||
assign o_csr_d_sel = o_funct3[2];
|
||||
|
||||
assign o_alu_shamt_en = (cnt < 5) & (state == INIT);
|
||||
assign o_alu_sh_signed = signbit;
|
||||
assign o_alu_sh_signed = imm30;
|
||||
assign o_alu_sh_right = o_funct3[2];
|
||||
|
||||
assign o_mem_en = mem_op & cnt_en;
|
||||
assign o_mem_cmd = (opcode == OP_STORE);
|
||||
assign o_mem_cmd = opcode[3];
|
||||
|
||||
assign o_mem_init = mem_op & (state == INIT);
|
||||
|
||||
@@ -210,6 +211,7 @@ module serv_decode
|
||||
|
||||
reg [4:0] opcode;
|
||||
reg [31:0] imm;
|
||||
reg signbit;
|
||||
|
||||
always @(posedge clk) begin
|
||||
if (i_wb_en) begin
|
||||
@@ -217,74 +219,67 @@ module serv_decode
|
||||
o_rf_rs1_addr <= i_wb_rdt[19:15];
|
||||
o_rf_rs2_addr <= i_wb_rdt[24:20];
|
||||
o_funct3 <= i_wb_rdt[14:12];
|
||||
signbit <= i_wb_rdt[30];
|
||||
imm30 <= i_wb_rdt[30];
|
||||
opcode <= i_wb_rdt[6:2];
|
||||
imm <= i_wb_rdt;
|
||||
signbit <= imm[31];
|
||||
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
assign o_offset_source = (opcode == OP_JAL) ? OFFSET_SOURCE_IMM :
|
||||
(opcode == OP_AUIPC) ? OFFSET_SOURCE_IMM :
|
||||
(opcode == OP_BRANCH) ? OFFSET_SOURCE_IMM :
|
||||
(opcode == OP_JALR) ? OFFSET_SOURCE_IMM :
|
||||
1'bx;
|
||||
|
||||
assign o_op_b_source = (opcode == OP_OPIMM) ? OP_B_SOURCE_IMM :
|
||||
(opcode == OP_BRANCH) ? OP_B_SOURCE_RS2 :
|
||||
(opcode == OP_OP) ? OP_B_SOURCE_RS2 :
|
||||
1'bx;
|
||||
|
||||
always @(o_funct3, cnt, o_mem_init)
|
||||
if (o_mem_init)
|
||||
o_mem_dat_valid = 1'bx;
|
||||
else
|
||||
casez(o_funct3[1:0])
|
||||
2'b00 : o_mem_dat_valid = (cnt < 8);
|
||||
2'b01 : o_mem_dat_valid = (cnt < 16);
|
||||
2'b10 : o_mem_dat_valid = 1'b1;
|
||||
default: o_mem_dat_valid = 1'bx;
|
||||
endcase
|
||||
always @(o_funct3, cnt) begin
|
||||
o_mem_dat_valid = 1'b0;
|
||||
casez(o_funct3[1:0])
|
||||
2'b00 : o_mem_dat_valid = (cnt < 8);
|
||||
2'b01 : o_mem_dat_valid = (cnt < 16);
|
||||
2'b10 : o_mem_dat_valid = 1'b1;
|
||||
default: o_mem_dat_valid = 1'b0;
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
assign o_rd_source = (opcode == OP_JAL) ? RD_SOURCE_CTRL :
|
||||
(opcode == OP_OPIMM) ? RD_SOURCE_ALU :
|
||||
(opcode == OP_OP) ? RD_SOURCE_ALU :
|
||||
(opcode == OP_LUI) ? RD_SOURCE_IMM :
|
||||
(opcode == OP_LUI) ? RD_SOURCE_CTRL :
|
||||
(opcode == OP_AUIPC) ? RD_SOURCE_CTRL :
|
||||
(opcode == OP_JALR) ? RD_SOURCE_CTRL :
|
||||
(opcode == OP_SYSTEM) ? RD_SOURCE_CSR :
|
||||
(opcode == OP_LOAD) ? RD_SOURCE_MEM : 3'bxx;
|
||||
RD_SOURCE_MEM;
|
||||
|
||||
//31, cnt, 20, +20, +7, 7, 1'b0
|
||||
always @(cnt, opcode, imm) begin
|
||||
o_imm = 1'bx;
|
||||
if (opcode == OP_JAL)
|
||||
if (cnt > 19) o_imm = imm[31];
|
||||
else if (cnt > 11) o_imm = imm[cnt];
|
||||
else if (cnt > 10) o_imm = imm[20];
|
||||
else if (cnt > 0) o_imm = imm[cnt+20];
|
||||
else o_imm = 1'b0;
|
||||
else if ((opcode == OP_OPIMM) | (opcode == OP_JALR))
|
||||
if (cnt > 10) o_imm = imm[31];
|
||||
else o_imm = imm[cnt+20];
|
||||
else if ((opcode == OP_LUI) | (opcode == OP_AUIPC))
|
||||
if (cnt > 11) o_imm = imm[cnt];
|
||||
else o_imm = 1'b0;
|
||||
else if (opcode == OP_LOAD)
|
||||
if (cnt > 10) o_imm = imm[31];
|
||||
else o_imm = imm[cnt+20];
|
||||
else if (opcode == OP_BRANCH)
|
||||
if (cnt > 11) o_imm = imm[31];
|
||||
else if (cnt > 10) o_imm = imm[7];
|
||||
else if (cnt > 4) o_imm = imm[cnt+20];
|
||||
else if (cnt > 0) o_imm = imm[cnt+7];
|
||||
else o_imm = 1'b0;
|
||||
else if (opcode == OP_STORE)
|
||||
if (cnt > 10) o_imm = imm[31];
|
||||
else if (cnt > 4) o_imm = imm[cnt+20];
|
||||
else o_imm = imm[cnt+7];
|
||||
end
|
||||
wire imm_j =
|
||||
(cnt > 19) ? imm[31] :
|
||||
(cnt > 11) ? imm[cnt] :
|
||||
(cnt > 10) ? imm[20] :
|
||||
(cnt > 0) ? imm[cnt+20] :
|
||||
1'b0;
|
||||
|
||||
wire imm_i = (cnt > 10) ? imm[31] : imm[cnt+20];
|
||||
wire imm_u = (cnt > 11) ? imm[cnt] : 1'b0;
|
||||
wire imm_b =
|
||||
(cnt > 11) ? imm[31]:
|
||||
(cnt > 10) ? imm[7] :
|
||||
(cnt > 4) ? imm[cnt+20] :
|
||||
(cnt > 0) ? imm[cnt+7] : 1'b0;
|
||||
|
||||
wire imm_s =
|
||||
(cnt > 10) ? imm[31] :
|
||||
(cnt > 4) ? imm[cnt+20] :
|
||||
imm[cnt+7];
|
||||
|
||||
wire o_imm =
|
||||
(opcode == OP_JAL) ? imm_j :
|
||||
((opcode == OP_OPIMM) | (opcode == OP_JALR) | (opcode == OP_LOAD)) ? imm_i :
|
||||
((opcode == OP_LUI) | (opcode == OP_AUIPC)) ? imm_u :
|
||||
(opcode == OP_BRANCH) ? imm_b :
|
||||
(opcode == OP_STORE) ? imm_s : 1'b0;
|
||||
|
||||
always @(posedge clk) begin
|
||||
go <= i_wb_en;
|
||||
@@ -340,7 +335,7 @@ module serv_decode
|
||||
if (cnt_done)
|
||||
state <= IDLE;
|
||||
end
|
||||
default : state <= 2'bxx;
|
||||
default : state <= IDLE;
|
||||
endcase
|
||||
|
||||
cnt <= cnt + {4'd0,cnt_en};
|
||||
@@ -350,7 +345,7 @@ module serv_decode
|
||||
//output reg o_imm,
|
||||
state <= IDLE;
|
||||
cnt <= 5'd0;
|
||||
//reg signbit;
|
||||
//reg imm30;
|
||||
//reg [4:0] opcode;
|
||||
//reg [31:0] imm;
|
||||
end
|
||||
|
||||
@@ -2,6 +2,7 @@
|
||||
module serv_mem_if
|
||||
(
|
||||
input wire i_clk,
|
||||
input wire i_rst,
|
||||
input wire i_en,
|
||||
input wire i_init,
|
||||
input wire i_dat_valid,
|
||||
@@ -35,6 +36,7 @@ module serv_mem_if
|
||||
ser_add ser_add_rs1_plus_imm
|
||||
(
|
||||
.clk (i_clk),
|
||||
.rst (i_rst),
|
||||
.a (i_rs1),
|
||||
.b (i_imm),
|
||||
.clr (!i_en),
|
||||
|
||||
@@ -1,9 +1,8 @@
|
||||
localparam [2:0]
|
||||
localparam [1:0]
|
||||
RD_SOURCE_CTRL = 3'd0,
|
||||
RD_SOURCE_ALU = 3'd1,
|
||||
RD_SOURCE_IMM = 3'd2,
|
||||
RD_SOURCE_MEM = 3'd3,
|
||||
RD_SOURCE_CSR = 3'd4;
|
||||
RD_SOURCE_MEM = 3'd2,
|
||||
RD_SOURCE_CSR = 3'd3;
|
||||
|
||||
localparam [0:0]
|
||||
OFFSET_SOURCE_IMM = 1'd0,
|
||||
|
||||
@@ -54,7 +54,7 @@ module serv_top
|
||||
wire [4:0] rs1_addr;
|
||||
wire [4:0] rs2_addr;
|
||||
|
||||
wire [2:0] rd_source;
|
||||
wire [1:0] rd_source;
|
||||
wire ctrl_rd;
|
||||
wire alu_rd;
|
||||
wire mem_rd;
|
||||
@@ -68,8 +68,6 @@ module serv_top
|
||||
wire jalr;
|
||||
wire auipc;
|
||||
wire mret;
|
||||
wire offset;
|
||||
wire offset_source;
|
||||
wire imm;
|
||||
wire trap;
|
||||
|
||||
@@ -116,6 +114,8 @@ module serv_top
|
||||
|
||||
parameter RESET_PC = 32'd8;
|
||||
|
||||
wire lui;
|
||||
|
||||
serv_decode decode
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
@@ -129,6 +129,7 @@ module serv_top
|
||||
.o_ctrl_jump (jump),
|
||||
.o_ctrl_jalr (jalr),
|
||||
.o_ctrl_auipc (auipc),
|
||||
.o_ctrl_lui (lui),
|
||||
.o_ctrl_trap (trap),
|
||||
.o_ctrl_mret (mret),
|
||||
.i_ctrl_misalign(ctrl_misalign),
|
||||
@@ -162,7 +163,6 @@ module serv_top
|
||||
.o_csr_imm (csr_imm),
|
||||
.o_csr_d_sel (csr_d_sel),
|
||||
.o_imm (imm),
|
||||
.o_offset_source (offset_source),
|
||||
.o_op_b_source (op_b_source),
|
||||
.o_rd_source (rd_source));
|
||||
|
||||
@@ -176,10 +176,11 @@ module serv_top
|
||||
.i_pc_en (ctrl_pc_en),
|
||||
.i_cnt_done (cnt_done),
|
||||
.i_jump (jump),
|
||||
.i_offset (offset),
|
||||
.i_offset (imm),
|
||||
.i_rs1 (rs1),
|
||||
.i_jalr (jalr),
|
||||
.i_auipc (auipc),
|
||||
.i_lui (lui),
|
||||
.i_trap (trap | mret),
|
||||
.i_csr_pc (csr_rd),
|
||||
.o_rd (ctrl_rd),
|
||||
@@ -189,23 +190,17 @@ module serv_top
|
||||
.o_ibus_cyc (o_ibus_cyc),
|
||||
.i_ibus_ack (i_ibus_ack));
|
||||
|
||||
assign offset = (offset_source == OFFSET_SOURCE_IMM) ? imm :
|
||||
(offset_source == OFFSET_SOURCE_RS1) ? rs1 : 1'bx;
|
||||
|
||||
//TODO: Pass imm through alu to avoid 5-way mux
|
||||
assign rd = (rd_source == RD_SOURCE_CTRL) ? ctrl_rd :
|
||||
(rd_source == RD_SOURCE_ALU) ? alu_rd :
|
||||
(rd_source == RD_SOURCE_IMM) ? imm :
|
||||
(rd_source == RD_SOURCE_MEM) ? mem_rd :
|
||||
(rd_source == RD_SOURCE_CSR) ? csr_rd : 1'bx;
|
||||
(rd_source == RD_SOURCE_MEM) ? mem_rd : csr_rd;
|
||||
|
||||
assign op_b = (op_b_source == OP_B_SOURCE_IMM) ? imm :
|
||||
(op_b_source == OP_B_SOURCE_RS2) ? rs2 :
|
||||
1'bx;
|
||||
assign op_b = (op_b_source == OP_B_SOURCE_IMM) ? imm : rs2;
|
||||
|
||||
serv_alu alu
|
||||
(
|
||||
.clk (clk),
|
||||
.i_rst (i_rst),
|
||||
.i_en (alu_en),
|
||||
.i_rs1 (rs1),
|
||||
.i_op_b (op_b),
|
||||
@@ -236,6 +231,7 @@ module serv_top
|
||||
serv_mem_if mem_if
|
||||
(
|
||||
.i_clk (clk),
|
||||
.i_rst (i_rst),
|
||||
.i_en (mem_en),
|
||||
.i_init (mem_init),
|
||||
.i_dat_valid (mem_dat_valid),
|
||||
|
||||
@@ -1,20 +1,11 @@
|
||||
module wb_gpio
|
||||
(
|
||||
input wire i_wb_clk,
|
||||
input wire i_wb_rst,
|
||||
input wire i_wb_dat,
|
||||
input wire i_wb_cyc,
|
||||
output reg o_wb_ack,
|
||||
output reg o_gpio = 1'b1);
|
||||
|
||||
always @(posedge i_wb_clk) begin
|
||||
o_wb_ack <= 1'b0;
|
||||
if (i_wb_cyc) begin
|
||||
if (!o_wb_ack)
|
||||
o_wb_ack <= 1'b1;
|
||||
o_gpio <= i_wb_dat;
|
||||
end
|
||||
if (i_wb_rst)
|
||||
o_wb_ack <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
output reg o_gpio);
|
||||
|
||||
always @(posedge i_wb_clk)
|
||||
if (i_wb_cyc)
|
||||
o_gpio <= i_wb_dat;
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
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