Anccend
266ec6a049
1) 模块拆分（便于单独仿真调试）
把原来单文件的三模块结构按功能拆成 10 个独立文件，顶层只保留五级流水
寄存器、子模块例化、PC/IF-ID/ID-EX 控制优先级与对外输出：
cpu21_riscv_alu.v 组合 ALU（result2 用于 MUL 高位/余数）
cpu21_bpb_8.v 8 项全相联分支目标缓冲
cpu21_riscv_decoder.v ID 级组合译码器
cpu21_riscv_regfile.v 寄存器堆（写优先旁路）
cpu21_riscv_forward_unit.v EX 级前递网络
cpu21_riscv_store_unit.v EX 级存储数据对齐（sw/sb）
cpu21_riscv_branch_unit.v EX 级控制流裁决
cpu21_riscv_hazard_unit.v load-use 冒险与停顿/冲刷判定
cpu21_riscv_irq_ctrl.v 中断优先级、ustatus/uepc、嵌套返回栈
cpu21_riscv_perf_counters.v 性能计数器
已把上述文件加入 Vivado 工程 sources_1；端口、时序与行为经 xsim 对同一
ROM 逐周期回归验证，统计量完全一致。
2) 修复 BLT 指令（真值表第 28 行：opcode IR[6:2]=0x18、funct3=100、ALU_OP=SLT）
此前 funct3=100 未译码，blt 被当作空指令执行，于是
`blt s1,zero,loop` 的循环只执行一次就顺序落到退出代码并停机
（现象：只输出第一个值后就不再运行）。
- cpu21_riscv_decoder.v：新增 blt_o，OP_BRANCH 接受 funct3=100，
并按真值表给出 ALU_SLT（beq/bne 仍为 SUB，bltu 仍为 SLTU）
- cpu21_riscv_branch_unit.v：新增 blt_i，用有符号比较
$signed(src1) < $signed(src2) 裁决
- cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v：新增 idex_blt_q 流水寄存器，
IF 级 f_is_branch 纳入 funct3=100，使 blt 也参与 BPB 预测
验证：blt 小程序正确输出 -3/-2/-1 后停机（cond_taken=2）；
benchmark 第 [4] 段完整输出 fffffff1..ffffffff；
中断测试程序的中断入口与停留周期与改动前一致。
3) 注释中文化
- cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v 及全部新增子模块使用中文注释；
- testbench/tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v 与新增的 tb_no_intr.v
注释全部译为中文。
- testbench/tb_no_intr.v：与中断测试平台同框架但不注入 irq 脉冲的对照
测试平台（修复其 $dumpvars 引用了不存在的模块名，并改用 tb_no_intr.vcd
避免与另一个 TB 的波形文件互相覆盖）。
4) 其他
- testbench/tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v 的默认 ROM_FILE 改为
cpu21_riscv_redirect_int_bpb_rom.hex（中断测试程序）；
- cpu21_riscv_redirect_int_bpb说明.md 增补"文件与模块划分"章节与 BLT 说明；
- 真值表.txt 移动到 testbench/programs/ 下。
44 lines
1.8 KiB
Verilog
44 lines
1.8 KiB
Verilog
`timescale 1ns / 1ps
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`default_nettype none
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// -----------------------------------------------------------------------------
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// 冒险/流水控制单元。
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//
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// load-use 冒险：EX 级是 load 且 ID 级指令马上要用它的结果时，插入一个
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// 气泡（停顿一拍）。其余数据相关由前递网络解决。
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// 冲刷（flush_younger）优先级高于停顿：中断、URET、ecall 停机、分支
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// 重定向都会丢弃年轻指令，此时不需要再插气泡。
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// -----------------------------------------------------------------------------
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module cpu21_riscv_hazard_unit (
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input wire ifid_valid_i,
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input wire idex_valid_i,
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input wire idex_mem_to_reg_i,
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input wire [4:0] idex_rd_i,
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input wire d_uses_rs1_i,
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input wire d_uses_rs2_i,
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input wire [4:0] d_src1_idx_i,
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input wire [4:0] d_src2_idx_i,
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// 冲刷来源
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input wire take_irq_i,
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input wire uret_redirect_i,
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input wire halt_event_i,
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input wire redirect_valid_i,
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input wire halted_i,
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// 控制结果
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output wire load_use_hazard_o,
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output wire flush_younger_o,
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output wire pipeline_stall_o
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);
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// EX 级为 load，且 ID 级的源寄存器与它的目的寄存器相同。
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assign load_use_hazard_o = ifid_valid_i && idex_valid_i && idex_mem_to_reg_i &&
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(idex_rd_i != 5'd0) &&
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((d_uses_rs1_i && (d_src1_idx_i == idex_rd_i)) ||
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(d_uses_rs2_i && (d_src2_idx_i == idex_rd_i)));
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assign flush_younger_o = take_irq_i || uret_redirect_i || halt_event_i || redirect_valid_i;
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assign pipeline_stall_o = load_use_hazard_o && !flush_younger_o && !halted_i;
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endmodule
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`default_nettype wire
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