Rocket-chip-RoCC(6)

下面是对CharacterCount模块的具体实现进行说明。

3、CharacterCount

类CharacterCountExample，需要输入opcodes参数，里面使用new创建CharacterCountExampleModuleImp的对象。声明atlNode为TLClientNode的类，用于TileLink协议，TLClientNode应该是作为master方的，用于发起数据的请求 。

class  CharacterCountExample(opcodes: OpcodeSet)(implicit p: Parameters) extends LazyRoCC(opcodes) {
   
   
  override lazy val module = new CharacterCountExampleModuleImp(this)
  override val atlNode = TLClientNode(Seq(TLClientPortParameters(Seq(TLClientParameters("CharacterCountRoCC")))))
}

CharacterCountExampleModuleImp类中混入LazyRoCCModuleImp、HasL1CacheParameters和HasCoreParameters。

• 声明cacheParams值，如果存在tileParams.icache(存在icache)，则cacheParams为1，不然为None(val cacheParams = tileParams.icache.get这句含义我也不太确定)，但可以知道的是CharacterCountExampleModuleImp类的下文没有使用到cacheParams的值，所以暂时先这样理解。如果有明确知道的请告诉我，我再修改补充，谢谢。
• 声明私有的值blockOffset，是blockOffBits的值，而追下去可以找到：

def blockOffBits = lgCacheBlockBytes
def lgCacheBlockBytes = log2Up(cacheBlockBytes)
def cacheBlockBytes = p(CacheBlockBytes)
class WithCacheBlockBytes(linesize: Int) extends Config((site, here, up) => {
   
   
  case CacheBlockBytes => linesize
})

• 也就是blockOffset的值可以通过WithCacheBlockBytes()来设定的。
• 声明私有的值beatOffset，是以2为底(cacheDataBits/8)的对数。
• 声明needle为寄存器，位宽为8。
• 声明addr为寄存器，位宽为coreMaxAddrBits。
• 声明count为寄存器，位宽为xLen。
• 声明resp_rd为寄存器，位宽和io.resp.bits.rd一致，应该是5。
• 声明addr_block为addr的某些位，应该是addr[31:6]。
• 声明offset为addr的某些位，应该是addr[5:0]。
• 声明next_addr为(addr_block+1)的值左移6位。
• 声明状态机的状态，分别为s_idle、s_acq、s_gnt、s_check和s_resp。
• 声明state寄存器，用于存储状态机的状态，初始值为s_idle。
• 声明tl_out值，将与core tilelink总线连接的信号atlNode.out(0)赋给它，这里的edgesOut我理解为边缘触发的意思。
• 将tl_out.d.bits各信号(tilelink的d组信号，有多个信号并非只有一个信号)赋值给gnt，即gnt为d组信号的组合。
• 声明recv_data为寄存器，位宽为cacheDataBits。
• 声明recv_beat为寄存器，位宽是以2为底(cacheDataBeats+1)的对数，且初始值为0。
• 声明一维数组data_bytes，深度为cacheDataBits/8，i为深度减1。当i=0时，data_bytes[0]= recv_data(7,0)，当i=1时，data_bytes[1]= recv_data(15,8)，当i=2时，data_bytes[2]= recv_data(23,16)，当i=3时，data_bytes[3]= recv_data(31,24)。
• 声明zero_match信号组，当data_bytes[0] = 0，则zero_match[0]为1，当data_bytes[1] = 0，则zero_match[1]为1，当data_bytes[2] = 0，则zero_match[2]为1，当data_bytes[3] = 0，则zero_match[3]为1。
  声明needle_match信号组，当data_bytes[0] = needle，则needle_match[0]为1，当data_bytes[1] = needle，则needle_match[1]为1，当data_bytes[2] = needle，则needle_match[2]为1，当data_bytes[3] = needle，则needle_match[3]为1。
• 声明first_zero的值，对zero_match信号组进行优先级解码。即当{zero_match[0]，zero_match[1]，zero_match[2]，zero_match[3]}={1’b1,1’bx,1’bx,1’bx}时，first_zero=0；当{zero_match[0]，zero_match[1]，zero_match[2]，zero_match[3]}={1’b0,1’b1,1’bx,1’bx}时，first_zero=1；当{zero_match[0]，zero_match[1]，zero_match[2]，zero_match[3]}={1’b0,1’b0,1’b1,1’bx}时，first_zero=2；当{zero_match[0]，zero_match[1]，zero_match[2]，zero_match[3]}={1’b0,1’b0,1’b0,1’bx}时，first_zero=3。
• 声明chars_found的值，此值通过一系列操作得到。needle_match.zipWithIndex.map {}，做的就是将needle_match信号组按index展开，然后进行{}里面的操作。

case (matches, i) =>
      val idx = Cat(recv_beat - UInt(1), UInt(i, beatOffset))
      matches && idx >= offset && UInt(i) <= first_zero

• 因为needle_match会展开为各个信号，所以这里的matches就是指对应展开的needle_match_X(X=0/1/2/3)，i就是index，可以为0/1/2/3。即needle_match_0和i=0进行一次val idx = Cat(recv_beat - UInt(1), UInt(i, beatOffset))和matches && idx >= offset && UInt(i) <= first_zero操作，以此类推。idx为信号拼接，分别采用recv_beat - UInt(1)和UInt(i, beatOffset)拼成。UInt(x,y)，x数值，y为位宽。后面一行是条件判断。
• PopCount()操作是将括号内的结果逐一相加。
• 那么这段操作的意思是：

1. 取i=0，matches=needle_match_0，得到idx0={recv_beat - UInt(1), UInt(0)}，然后判断needle_match_0 && (idx0 >= offset) && (0 <= first_zero)的结果，并存入tmp0中。
2. 取i=1，matches=needle_match_1，得到idx1={recv_beat - UInt(1), UInt(1)}，然后判断needle_match_1 && (idx1 >= offset) && (1 <= first_zero)的结果，并存入tmp1中。
3. 取i=2，matches=needle_match_2，得到idx2={recv_beat - UInt(1), UInt(2)}，然后判断needle_match_2 && (idx2 >= offset) && (2 <= first_zero)的结果，并存入tmp2中。
4. 取i=3，matches=needle_match_3，得到idx3={recv_beat - UInt(1), UInt(3)}，然后判断needle_match_3 && (idx3 >= offset) && (3 <= first_zero)的结果，并存入tmp3中。
5. 最后利用PopCount()操作，将tmp0，tmp1，tmp2和tmp3加起来，得到一个3bits的数据，赋给chars_found[2:0]。
   声明zero_found，其值为zero_match_0 || zero_match_1 || zero_match_2 || zero_match_3。

• 声明finished为单bit寄存器。
• 当state为s_idle时，io.cmd.ready输出为1。
• 当state为s_resp时，io.resp.valid输出为1。
• io.resp.bits.rd等于 resp_rd，io.resp.bits.data等于count。
• 当state为s_acq时，tl_out.a.valid输出为1。
• tl_out.a.bits是a组多个信号的捆绑，使用edgesOut.Get(这里的Get是TileLink的一种操作方式，可以简单理解为数据获取，是通过A组信号进行的，与缓存操作没有关系，具体说明大家可以查看TileLink协议)对不同信号进行赋值。edgesOut.Get在tilelink/Edges.scala中定义，代码如下。

 // Accesses
  def Get(fromSource: UInt, toAddress: UInt, lgSize: UInt) = {