队伍编号：CICC1413

浮点数指令添加——最终写回仲裁

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

图片alt

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。