Add ALU control signals to the decoder
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37d703c83e
3 changed files with 149 additions and 17 deletions
16
rv32_alu.sv
16
rv32_alu.sv
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|
@ -1,18 +1,4 @@
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|||
localparam RV32_ALU_OP_ADD_SUB = 4'b0000;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_XOR = 4'b0001;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_OR = 4'b0010;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_AND = 4'b0011;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLL = 4'b0100;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SRL_SRA = 4'b0101;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLT = 4'b0110;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLTU = 4'b0111;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SRC2 = 4'b1000;
|
||||
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC1_REG = 1'b0;
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC1_PC = 1'b1;
|
||||
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC2_REG = 1'b0;
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC2_IMM = 1'b1;
|
||||
`include "rv32_alu_ops.sv"
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||||
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||||
module rv32_alu (
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||||
input clk,
|
||||
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|||
15
rv32_alu_ops.sv
Normal file
15
rv32_alu_ops.sv
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,15 @@
|
|||
localparam RV32_ALU_OP_ADD_SUB = 4'b0000;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_XOR = 4'b0001;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_OR = 4'b0010;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_AND = 4'b0011;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLL = 4'b0100;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SRL_SRA = 4'b0101;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLT = 4'b0110;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SLTU = 4'b0111;
|
||||
localparam RV32_ALU_OP_SRC2 = 4'b1000;
|
||||
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC1_REG = 1'b0;
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC1_PC = 1'b1;
|
||||
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC2_REG = 1'b0;
|
||||
localparam RV32_ALU_SRC2_IMM = 1'b1;
|
||||
135
rv32_decode.sv
135
rv32_decode.sv
|
|
@ -1,3 +1,4 @@
|
|||
`include "rv32_alu_ops.sv"
|
||||
`include "rv32_opcodes.sv"
|
||||
`include "rv32_regs.sv"
|
||||
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||||
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|
@ -64,11 +65,17 @@ module rv32_decode (
|
|||
{RV32_OPCODE_LUI, RV32_FUNCT3_ANY, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LUI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SRC2;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_u;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_AUIPC, RV32_FUNCT3_ANY, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* AUIPC */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_PC;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_u;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_JAL, RV32_FUNCT3_ANY, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
|
|
@ -84,157 +91,281 @@ module rv32_decode (
|
|||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BEQ, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BEQ */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BNE, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BNE */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BLT, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BLT */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLT;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BGE, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BGE */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLT;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BLTU, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BLTU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLTU;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_BRANCH, RV32_FUNCT3_BRANCH_BGEU, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* BGEU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLTU;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
imm_out <= imm_b;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_LOAD, RV32_FUNCT3_LOAD_LB, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LB */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_LOAD, RV32_FUNCT3_LOAD_LH, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LH */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_LOAD, RV32_FUNCT3_LOAD_LW, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LW */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_LOAD, RV32_FUNCT3_LOAD_LBU, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LBU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_LOAD, RV32_FUNCT3_LOAD_LHU, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* LHU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_STORE, RV32_FUNCT3_STORE_SB, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* SB */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_s;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_STORE, RV32_FUNCT3_STORE_SH, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* SH */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
imm_out <= imm_s;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_s;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_STORE, RV32_FUNCT3_STORE_SW, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* SW */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
imm_out <= imm_s;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_s;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_ADD_SUB, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* ADDI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_SLT, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* SLTI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLT;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_SLTU, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* SLTIU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLTU;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_XOR, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* XORI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_XOR;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_OR, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* ORI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_OR;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_AND, RV32_FUNCT7_ANY}: begin
|
||||
/* ANDI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_AND;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= imm_i;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_SLL, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SLLI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLL;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= shamt;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_SRL_SRA, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SRLI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SRL_SRA;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= shamt;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP_IMM, RV32_FUNCT3_OP_SRL_SRA, RV32_FUNCT7_OP_SRA}: begin
|
||||
/* SRAI */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SRL_SRA;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_IMM;
|
||||
imm_out <= shamt;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_ADD_SUB, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* ADD */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_ADD_SUB, RV32_FUNCT7_OP_SUB}: begin
|
||||
/* SUB */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_ADD_SUB;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_SLL, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SLL */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLL;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_SLT, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SLT */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLT;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_SLTU, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SLTU */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SLTU;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_XOR, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* XOR */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_XOR;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_SRL_SRA, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* SRL */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SRL_SRA;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 0;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_SRL_SRA, RV32_FUNCT7_OP_SRA}: begin
|
||||
/* SRA */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_SRL_SRA;
|
||||
alu_sub_sra_out <= 1;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_OR, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* OR */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_OR;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
{RV32_OPCODE_OP, RV32_FUNCT3_OP_AND, RV32_FUNCT7_ZERO}: begin
|
||||
/* AND */
|
||||
valid_out <= 1;
|
||||
alu_op_out <= RV32_ALU_OP_AND;
|
||||
alu_src1_out <= RV32_ALU_SRC1_REG;
|
||||
alu_src2_out <= RV32_ALU_SRC2_REG;
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
|
|
|
|||
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