ct_lsu_pfu_pmb_entry
module ct_lsu_pfu_pmb_entry( amr_wa_cancel, cp0_lsu_icg_en, cp0_lsu_l2_st_pref_en, cp0_yy_clk_en, cpurst_b, ld_da_ldfifo_pc, ld_da_pfu_act_dp_vld, ld_da_pfu_evict_cnt_vld, ld_da_pfu_pf_inst_vld, lsu_special_clk, pad_yy_icg_scan_en, pfu_pmb_entry_create_dp_vld_x, pfu_pmb_entry_create_gateclk_en_x, pfu_pmb_entry_create_vld_x, pfu_pmb_entry_evict_x, pfu_pmb_entry_hit_pc_x, pfu_pmb_entry_pc_v, pfu_pmb_entry_ready_grnt_x, pfu_pmb_entry_ready_x, pfu_pmb_entry_type_ld_x, pfu_pmb_entry_vld_x, pfu_pop_all_part_vld, pipe_create_pc, pmb_timeout_cnt_val, st_da_pc, st_da_pfu_evict_cnt_vld, st_da_pfu_pf_inst_vld );
-
输入端口：
- 控制信号： 包括
amr_wa_cancel 、cp0_lsu_icg_en 、cp0_lsu_l2_st_pref_en 、cp0_yy_clk_en 、cpurst_b 和pad_yy_icg_scan_en 。它们可能用于各种控制功能，如时钟门控、复位和扫描测试。 - 加载和存储数据： 如
ld_da_ldfifo_pc 、ld_da_pfu_act_dp_vld 、ld_da_pfu_evict_cnt_vld 、ld_da_pfu_pf_inst_vld 、st_da_pc 、st_da_pfu_evict_cnt_vld 和st_da_pfu_pf_inst_vld 等输入可能与加载和存储操作的数据和控制路径相关，包括预取指令和逐出计数。 - 预取和PMB管理： 如
pfu_pop_all_part_vld 、pipe_create_pc 和pmb_timeout_cnt_val 等输入表明该模块参与处理预取请求和管理PMB条目，包括它们的创建、逐出和超时条件。
- 控制信号： 包括
-
输出端口：
- PMB条目控制： 诸如
pfu_pmb_entry_create_dp_vld_x 、pfu_pmb_entry_create_gateclk_en_x 、pfu_pmb_entry_create_vld_x 、pfu_pmb_entry_evict_x 、pfu_pmb_entry_hit_pc_x 、pfu_pmb_entry_pc_v 、pfu_pmb_entry_ready_grnt_x 、pfu_pmb_entry_ready_x 、pfu_pmb_entry_type_ld_x 和pfu_pmb_entry_vld_x 等输出负责管理PMB条目。这包括条目的创建、验证、逐出和就绪，以及确定条目是否为加载类型的预取。
- PMB条目控制： 诸如
-
特殊时钟：
lsu_special_clk ： 这可能是LSU或PFU的专用时钟，表明该单元具有特殊的时序要求。
-
功能：
- 该模块似乎管理着预取请求在PMB中的生命周期。这包括确定何时创建新条目，何时条目有效或就绪，以及何时逐出条目。
- 它还似乎处理特殊条件，如预取请求取消、PMB条目命中，以及管理特定于加载操作的条目。
- 各种时钟相关控制的存在表明，该模块旨在考虑到功耗效率，可能使用时钟门控等技术。
parameter TIMEOUT_BW = 8;
parameter PC_LEN = 15;
//==========================================================
// Instance of Gated Cell
//==========================================================
assign pfu_pmb_entry_clk_en = pfu_pmb_entry_vld
|| pfu_pmb_entry_create_gateclk_en;
// &Instance("gated_clk_cell", "x_lsu_pfu_pmb_entry_gated_clk"); @39
gated_clk_cell x_lsu_pfu_pmb_entry_gated_clk (
.clk_in (lsu_special_clk ),
.clk_out (pfu_pmb_entry_clk ),
.external_en (1'b0 ),
.global_en (cp0_yy_clk_en ),
.local_en (pfu_pmb_entry_clk_en),
.module_en (cp0_lsu_icg_en ),
.pad_yy_icg_scan_en (pad_yy_icg_scan_en )
);
// &Connect(.clk_in (lsu_special_clk ), @40
// .external_en (1'b0 ), @41
// .global_en (cp0_yy_clk_en ), @42
// .module_en (cp0_lsu_icg_en ), @43
// .local_en (pfu_pmb_entry_clk_en), @44
// .clk_out (pfu_pmb_entry_clk )); @45
assign pfu_pmb_entry_create_clk_en = pfu_pmb_entry_create_gateclk_en;
// &Instance("gated_clk_cell", "x_lsu_pfu_pmb_entry_create_gated_clk"); @48
gated_clk_cell x_lsu_pfu_pmb_entry_create_gated_clk (
.clk_in (lsu_special_clk ),
.clk_out (pfu_pmb_entry_create_clk ),
.external_en (1'b0 ),
.global_en (cp0_yy_clk_en ),
.local_en (pfu_pmb_entry_create_clk_en),
.module_en (cp0_lsu_icg_en ),
.pad_yy_icg_scan_en (pad_yy_icg_scan_en )
);
-
参数定义（Parameter Definition）：
TIMEOUT_BW 和PC_LEN 是定义的参数，分别表示超时带宽和程序计数器长度。
-
时钟使能逻辑（Clock Enable Logic）：
pfu_pmb_entry_clk_en ：这是一个用于控制PMB条目时钟门控的使能信号。当pfu_pmb_entry_vld （PMB条目有效）或pfu_pmb_entry_create_gateclk_en （创建PMB条目的时钟门控使能）其中任一为真时，该信号被置为真。pfu_pmb_entry_create_clk_en ：这是一个专门用于控制创建PMB条目的时钟门控的使能信号。
-
时钟门控单元实例化（Gated Clock Cell Instantiation）：
- 时钟门控单元
gated_clk_cell 被实例化两次，分别用于PMB条目的一般时钟(x_lsu_pfu_pmb_entry_gated_clk )和创建时钟(x_lsu_pfu_pmb_entry_create_gated_clk )。 - 对于每个实例，输入时钟(
lsu_special_clk )、全局使能(cp0_yy_clk_en )、模块使能(cp0_lsu_icg_en )和扫描使能(pad_yy_icg_scan_en )都被连接。 - 每个时钟门控单元还有一个本地使能信号（
local_en ），分别为pfu_pmb_entry_clk_en 和pfu_pmb_entry_create_clk_en ，用于控制对应的时钟输出(clk_out )。
- 时钟门控单元
-
功能和重要性：
- 这些时钟门控逻辑有助于降低整个预取单元的功耗，通过仅在需要时使能时钟。
- 这种时钟门控策略特别适用于性能敏感且功耗受限的设计，如高性能处理器的LSU部分。
//==========================================================
// Register
//==========================================================
//+-----------+
//| entry_vld |
//+-----------+
always @(posedge pfu_pmb_entry_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_vld <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_pop_vld)
pfu_pmb_entry_vld <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_create_vld)
pfu_pmb_entry_vld <= 1'b1;
end
//+----+
//| pc |
//+----+
always @(posedge pfu_pmb_entry_create_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_pc[PC_LEN-1:0] <= {PC_LEN{1'b0}};
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld)
pfu_pmb_entry_pc[PC_LEN-1:0] <= pipe_create_pc[PC_LEN-1:0];
end
//+----+------+
//| pref_type |
//+----+------+
always @(posedge pfu_pmb_entry_create_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_type_ld <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld)
pfu_pmb_entry_type_ld <= ld_da_pfu_act_dp_vld;
end
//+-----+
//| cnt |
//+-----+
always @(posedge pfu_pmb_entry_all_pf_inst_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_cnt <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld)
pfu_pmb_entry_cnt <= 1'b0;
else if(!pfu_pmb_entry_cnt && pfu_pmb_entry_hit_pc)
pfu_pmb_entry_cnt <= ~pfu_pmb_entry_cnt;
end
//+-------------+
//| timeout_cnt |
//+-------------+
always @(posedge pfu_pmb_entry_all_pf_inst_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_timeout_cnt[TIMEOUT_BW-1:0] <= {TIMEOUT_BW{1'b0}};
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld || pfu_pmb_entry_hit_pc)
pfu_pmb_entry_timeout_cnt[TIMEOUT_BW-1:0] <= {TIMEOUT_BW{1'b0}};
else if(pipe_evict_cnt_vld && !pfu_pmb_entry_timeout_cnt_full)
pfu_pmb_entry_timeout_cnt[TIMEOUT_BW-1:0] <= pfu_pmb_entry_timeout_cnt[TIMEOUT_BW-1:0]
+ {{TIMEOUT_BW-1{1'b0}},1'b1};
end
//+-------+
//| ready |
//+-------+
always @(posedge pfu_pmb_entry_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_ready <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld || pfu_pmb_entry_pop_vld)
pfu_pmb_entry_ready <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_cnt && pfu_pmb_entry_hit_pc)
pfu_pmb_entry_ready <= 1'b1;
end
//+-------+
//| evict |
//+-------+
always @(posedge pfu_pmb_entry_clk or negedge cpurst_b)
begin
if (!cpurst_b)
pfu_pmb_entry_evict <= 1'b0;
else if(pfu_pmb_entry_create_dp_vld || pfu_pmb_entry_pop_vld || pfu_sdb_entry_evict_clr)
pfu_pmb_entry_evict <= 1'b0;
else if(pfu_sdb_entry_evict_set)
pfu_pmb_entry_evict <= 1'b1;
end
预取单元（PFU）的预取缺失缓冲区（PMB）条目的寄存器定义和逻辑。包含多个始终块（always blocks），用于在不同条件下更新各种寄存器。让
-
entry_vld（条目有效）寄存器：
- 这个寄存器表示PMB条目是否有效。它在
pfu_pmb_entry_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 如果系统重置（
cpurst_b 为0），则将其清零。 - 如果条目被弹出（
pfu_pmb_entry_pop_vld 为真），则将其清零。 - 如果创建了新条目（
pfu_pmb_entry_create_vld 为真），则将其置为1。
- 这个寄存器表示PMB条目是否有效。它在
-
pc（程序计数器）寄存器：
- 这个寄存器存储与PMB条目相关的程序计数器值。它在
pfu_pmb_entry_create_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 系统重置时，该寄存器被清零。
- 如果有新的数据有效（
pfu_pmb_entry_create_dp_vld 为真），则更新为pipe_create_pc 的值。
- 这个寄存器存储与PMB条目相关的程序计数器值。它在
-
pref_type（预取类型）寄存器：
- 这个寄存器表明PMB条目的类型是否为加载（load）。它在
pfu_pmb_entry_create_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 系统重置时，该寄存器被清零。
- 如果有新的数据有效，根据
ld_da_pfu_act_dp_vld 的值进行更新。
- 这个寄存器表明PMB条目的类型是否为加载（load）。它在
-
cnt（计数）寄存器：
- 这个寄存器用于跟踪某些事件的发生次数。它在
pfu_pmb_entry_all_pf_inst_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 在重置或新数据有效时清零。
- 如果
pfu_pmb_entry_hit_pc 为真且cnt 为假，则取反cnt 的值。
- 这个寄存器用于跟踪某些事件的发生次数。它在
-
timeout_cnt（超时计数）寄存器：
- 用于跟踪PMB条目的超时状态。它在
pfu_pmb_entry_all_pf_inst_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 在重置、新数据有效或命中时清零。
- 如果
pipe_evict_cnt_vld 为真且pfu_pmb_entry_timeout_cnt_full 为假，则增加计数器。
- 用于跟踪PMB条目的超时状态。它在
-
ready（就绪）寄存器：
- 表示PMB条目是否准备好进行某些操作。它在
pfu_pmb_entry_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 在重置、新数据有效或条目被弹出时清零。
- 如果
cnt 和pfu_pmb_entry_hit_pc 都为真，则将其置为1。
- 表示PMB条目是否准备好进行某些操作。它在
-
evict（逐出）寄存器：
- 表示PMB条目是否应该被逐出。它在
pfu_pmb_entry_clk 的正边沿或cpurst_b 的负边沿上更新。 - 在重置、新数据有效、条目被弹出或逐出清除时清零。
- 如果设置逐出标志，则将其置为1。
- 表示PMB条目是否应该被逐出。它在
//==========================================================
// pipe info select
//==========================================================
assign pipe_cmp_inst_vld = pfu_pmb_entry_type_ld
? ld_da_pfu_pf_inst_vld
: st_da_pfu_pf_inst_vld;
assign pipe_cmp_pc[PC_LEN-1:0] = pfu_pmb_entry_type_ld
? ld_da_ldfifo_pc[PC_LEN-1:0]
: st_da_pc[PC_LEN-1:0];
assign pipe_evict_cnt_vld = ld_da_pfu_evict_cnt_vld || st_da_pfu_evict_cnt_vld;
//==========================================================
// Caucalate hit pc signal
//==========================================================
assign entry_hit_pc = pfu_pmb_entry_vld
&& (pipe_cmp_pc[PC_LEN-1:0]
== pfu_pmb_entry_pc[PC_LEN-1:0]);
//for maintance
assign pfu_pmb_entry_hit_pc = entry_hit_pc
&& pipe_cmp_inst_vld;
//for new inst create
assign pfu_pmb_entry_hit_pc_for_new = entry_hit_pc
&& !(pfu_pmb_entry_type_ld ^ ld_da_pfu_act_dp_vld);
//==========================================================
// Set/clr evict
//==========================================================
assign pfu_pmb_entry_timeout_cnt_full = (pfu_pmb_entry_timeout_cnt[TIMEOUT_BW-1:0]
== pmb_timeout_cnt_val[TIMEOUT_BW-1:0]);
//if
assign pfu_sdb_entry_evict_set = pfu_pmb_entry_vld
&& !pfu_pmb_entry_ready
&& pipe_cmp_inst_vld
&& pfu_pmb_entry_timeout_cnt_full
&& !pfu_pmb_entry_hit_pc;
assign pfu_sdb_entry_evict_clr = pfu_pmb_entry_hit_pc;
//==========================================================
// Generate pop signal
//==========================================================
//st pref pop
assign pfu_pop_st_all = pfu_pmb_entry_vld
&& !pfu_pmb_entry_type_ld
&& (!cp0_lsu_l2_st_pref_en || amr_wa_cancel);
//for timing
//when create_vld != create_dp,and the entry is at evict state
//pop entry preventing data path from being changed incorrectly
assign pfu_pmb_entry_evict_pop = pfu_pmb_entry_vld
&& pfu_pmb_entry_evict
&& pfu_pmb_entry_create_dp_vld
&& !pfu_pmb_entry_create_vld;
assign pfu_pmb_entry_pop_vld = pfu_pmb_entry_ready_grnt
|| pfu_pmb_entry_evict_pop
|| pfu_pop_st_all
|| pfu_pop_all_part_vld;
预取缺失缓冲区（PMB）条目的逻辑，主要用于处理与预取相关的不同信号。
-
管线信息选择（Pipe Info Select）：
pipe_cmp_inst_vld （管线比较指令有效）：根据pfu_pmb_entry_type_ld （PMB条目类型）来选择是加载指令有效还是存储指令有效。pipe_cmp_pc （管线比较程序计数器）：同样根据PMB条目类型选择相应的程序计数器值，用于加载或存储。
-
计算命中程序计数器信号（Calculate Hit PC Signal）：
entry_hit_pc ：如果PMB条目有效且管线比较的程序计数器与PMB条目的程序计数器相等，则此信号为真。pfu_pmb_entry_hit_pc ：在entry_hit_pc 的基础上，还需要管线比较指令有效。pfu_pmb_entry_hit_pc_for_new ：用于新指令创建时的命中检测。
-
设置/清除逐出（Set/Clear Evict）：
pfu_pmb_entry_timeout_cnt_full ：当PMB条目的超时计数器满时，此信号为真。pfu_sdb_entry_evict_set ：如果PMB条目有效、未准备好、管线指令有效、超时计数器满，且未命中程序计数器，则设置逐出。pfu_sdb_entry_evict_clr ：如果命中程序计数器，则清除逐出。
-
生成弹出信号（Generate Pop Signal）：
pfu_pop_st_all ：用于存储预取弹出。pfu_pmb_entry_evict_pop ：当存在时序问题时（如创建有效不等于创建数据路径有效，且条目处于逐出状态），弹出条目以防止数据路径被错误改变。pfu_pmb_entry_pop_vld ：结合多个条件生成最终的PMB条目弹出有效信号。
//========================================================== // Generate interface //========================================================== //------------------input----------------------------------- //-----------create signal-------------- assign pfu_pmb_entry_create_vld = pfu_pmb_entry_create_vld_x; assign pfu_pmb_entry_create_dp_vld = pfu_pmb_entry_create_dp_vld_x; assign pfu_pmb_entry_create_gateclk_en = pfu_pmb_entry_create_gateclk_en_x; //---------grnt/done signal------------- assign pfu_pmb_entry_ready_grnt = pfu_pmb_entry_ready_grnt_x; //------------------output---------------------------------- //-----------entry signal--------------- assign pfu_pmb_entry_vld_x = pfu_pmb_entry_vld; assign pfu_pmb_entry_pc_v[PC_LEN-1:0] = pfu_pmb_entry_pc[PC_LEN-1:0]; assign pfu_pmb_entry_ready_x = pfu_pmb_entry_ready; assign pfu_pmb_entry_evict_x = pfu_pmb_entry_evict; assign pfu_pmb_entry_type_ld_x = pfu_pmb_entry_type_ld; //-----------hit signal----------------- assign pfu_pmb_entry_hit_pc_x = pfu_pmb_entry_hit_pc_for_new;
预取缺失缓冲区（PMB）条目管理模块的接口生成部分。它主要负责将模块内部信号与外部或其他模块间的信号进行连接。代码分为两个主要部分：输入（input）和输出（output）。
-
输入信号（Input Signals）：
pfu_pmb_entry_create_vld ：表示创建PMB条目的有效性信号。pfu_pmb_entry_create_dp_vld ：表示创建PMB条目的数据路径有效性信号。pfu_pmb_entry_create_gateclk_en ：表示创建PMB条目时的时钟门控使能信号。
-
输出信号（Output Signals）：
pfu_pmb_entry_vld_x ：向外部表示PMB条目的有效性。pfu_pmb_entry_pc_v ：向外部提供PMB条目关联的程序计数器值。pfu_pmb_entry_ready_x ：向外部表示PMB条目是否准备就绪。pfu_pmb_entry_evict_x ：向外部表示PMB条目是否应被逐出。pfu_pmb_entry_type_ld_x ：向外部表示PMB条目的类型（是否为加载类型）。pfu_pmb_entry_hit_pc_x ：向外部表示新指令是否命中PMB条目的程序计数器。
-
功能和重要性：
- 这部分代码是模块与外部环境交互的桥梁，确保内部状态和逻辑可以被外部模块正确读取和控制。
- 通过这些接口，可以灵活地将
ct_lsu_pfu_pmb_entry 模块集成到更大的系统中，如C910的整个预取单元或更广泛的处理器架构。 - 输入信号主要用于从外部接收控制和数据，而输出信号则用于向外部报告内部状态和决策。