1 | // ========== Copyright Header Begin ========================================== |
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2 | // |
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3 | // OpenSPARC T1 Processor File: fpu_mul_exp_dp.v |
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4 | // Copyright (c) 2006 Sun Microsystems, Inc. All Rights Reserved. |
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5 | // DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES. |
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6 | // |
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7 | // The above named program is free software; you can redistribute it and/or |
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8 | // modify it under the terms of the GNU General Public |
---|
9 | // License version 2 as published by the Free Software Foundation. |
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10 | // |
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11 | // The above named program is distributed in the hope that it will be |
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12 | // useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
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13 | // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
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14 | // General Public License for more details. |
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15 | // |
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16 | // You should have received a copy of the GNU General Public |
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17 | // License along with this work; if not, write to the Free Software |
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18 | // Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA. |
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19 | // |
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20 | // ========== Copyright Header End ============================================ |
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21 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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22 | // |
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23 | // Multiply pipeline exponent datapath. |
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24 | // |
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25 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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26 | |
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27 | |
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28 | module fpu_mul_exp_dp ( |
---|
29 | inq_in1, |
---|
30 | inq_in2, |
---|
31 | m6stg_step, |
---|
32 | m1stg_dblop, |
---|
33 | m1stg_sngop, |
---|
34 | m2stg_exp_expadd, |
---|
35 | m2stg_exp_0bff, |
---|
36 | m2stg_exp_017f, |
---|
37 | m2stg_exp_04ff, |
---|
38 | m2stg_exp_zero, |
---|
39 | m1stg_fsmuld, |
---|
40 | m2stg_fmuld, |
---|
41 | m2stg_fmuls, |
---|
42 | m2stg_fsmuld, |
---|
43 | m3stg_ld0_inv, |
---|
44 | m5stg_fracadd_cout, |
---|
45 | mul_exp_out_exp_plus1, |
---|
46 | mul_exp_out_exp, |
---|
47 | m5stg_in_of, |
---|
48 | m5stg_fmuld, |
---|
49 | m5stg_to_0_inv, |
---|
50 | m4stg_shl_54, |
---|
51 | m4stg_shl_55, |
---|
52 | m4stg_inc_exp_54, |
---|
53 | m4stg_inc_exp_55, |
---|
54 | m4stg_inc_exp_105, |
---|
55 | fmul_clken_l, |
---|
56 | rclk, |
---|
57 | |
---|
58 | m3stg_exp, |
---|
59 | m3stg_expadd_eq_0, |
---|
60 | m3stg_expadd_lte_0_inv, |
---|
61 | m4stg_exp, |
---|
62 | m5stg_exp, |
---|
63 | mul_exp_out, |
---|
64 | |
---|
65 | se, |
---|
66 | si, |
---|
67 | so |
---|
68 | ); |
---|
69 | |
---|
70 | |
---|
71 | input [62:52] inq_in1; // request operand 1 to op pipes |
---|
72 | input [62:52] inq_in2; // request operand 2 to op pipes |
---|
73 | input m6stg_step; // advance the multiply pipe |
---|
74 | input m1stg_dblop; // double precision operation- mul 1 stg |
---|
75 | input m1stg_sngop; // single precision operation- mul 1 stg |
---|
76 | input m2stg_exp_expadd; // select line to m2stg_exp |
---|
77 | input m2stg_exp_0bff; // select line to m2stg_exp |
---|
78 | input m2stg_exp_017f; // select line to m2stg_exp |
---|
79 | input m2stg_exp_04ff; // select line to m2stg_exp |
---|
80 | input m2stg_exp_zero; // select line to m2stg_exp |
---|
81 | input m1stg_fsmuld; // fsmuld- multiply 1 stage |
---|
82 | input m2stg_fmuld; // fmuld- multiply 2 stage |
---|
83 | input m2stg_fmuls; // fmuls- multiply 2 stage |
---|
84 | input m2stg_fsmuld; // fsmuld- multiply 2 stage |
---|
85 | input [6:0] m3stg_ld0_inv; // leading 0's in multiply operands |
---|
86 | input m4stg_inc_exp_54; // select line to m5stg_exp |
---|
87 | input m4stg_inc_exp_55; // select line to m5stg_exp |
---|
88 | input m4stg_inc_exp_105; // select line to m5stg_exp |
---|
89 | input m5stg_fracadd_cout; // fraction rounding adder carry out |
---|
90 | input mul_exp_out_exp_plus1; // select line to mul_exp_out |
---|
91 | input mul_exp_out_exp; // select line to mul_exp_out |
---|
92 | input m5stg_in_of; // multiply overflow- select exp out |
---|
93 | input m5stg_fmuld; // fmuld- multiply 5 stage |
---|
94 | input m5stg_to_0_inv; // result to infinity on overflow |
---|
95 | input m4stg_shl_54; // multiply shift left output bit[54] |
---|
96 | input m4stg_shl_55; // multiply shift left output bit[55] |
---|
97 | input fmul_clken_l; // multiply pipe clk enable - asserted low |
---|
98 | input rclk; // global clock |
---|
99 | |
---|
100 | output [12:0] m3stg_exp; // exponent input- multiply 3 stage |
---|
101 | output m3stg_expadd_eq_0; // mul stage 3 exponent adder sum == 0 |
---|
102 | output m3stg_expadd_lte_0_inv; // mul stage 3 exponent adder sum <= 0 |
---|
103 | output [12:0] m4stg_exp; // exponent input- multiply 4 stage |
---|
104 | output [12:0] m5stg_exp; // exponent input- multiply 5 stage |
---|
105 | output [10:0] mul_exp_out; // multiply exponent output |
---|
106 | |
---|
107 | input se; // scan_enable |
---|
108 | input si; // scan in |
---|
109 | output so; // scan out |
---|
110 | |
---|
111 | |
---|
112 | wire [10:0] m1stg_exp_in1; |
---|
113 | wire [10:0] m1stg_exp_in2; |
---|
114 | wire [12:0] m1stg_expadd_in1; |
---|
115 | wire [12:0] m1stg_expadd_in2; |
---|
116 | wire [12:0] m1stg_expadd; |
---|
117 | wire [12:0] m2stg_exp_in; |
---|
118 | wire [12:0] m2stg_exp; |
---|
119 | wire [12:0] m2stg_expadd_in2; |
---|
120 | wire [12:0] m2stg_expadd; |
---|
121 | wire [12:0] m3astg_exp; |
---|
122 | wire [12:0] m3bstg_exp; |
---|
123 | wire [12:0] m3stg_exp; |
---|
124 | wire [12:0] m3stg_expa; |
---|
125 | wire [12:0] m3stg_expadd; |
---|
126 | wire m3stg_expadd_eq_0; |
---|
127 | wire m3stg_expadd_lte_0_inv; |
---|
128 | wire [12:0] m4stg_exp_in; |
---|
129 | wire [12:0] m4stg_exp; |
---|
130 | wire [12:0] m4stg_exp_plus1; |
---|
131 | wire [12:0] m5stg_exp_pre1_in; |
---|
132 | wire [12:0] m5stg_exp_pre1; |
---|
133 | wire [12:0] m5stg_exp_pre2_in; |
---|
134 | wire [12:0] m5stg_exp_pre2; |
---|
135 | wire [12:0] m5stg_exp_pre3_in; |
---|
136 | wire [12:0] m5stg_exp_pre3; |
---|
137 | wire [12:0] m5stg_exp; |
---|
138 | wire [12:0] m5stg_expa; |
---|
139 | wire [12:0] m5stg_exp_plus1; |
---|
140 | wire [10:0] mul_exp_out_in; |
---|
141 | wire [10:0] mul_exp_out; |
---|
142 | |
---|
143 | |
---|
144 | wire se_l; |
---|
145 | |
---|
146 | assign se_l = ~se; |
---|
147 | |
---|
148 | clken_buf ckbuf_mul_exp_dp ( |
---|
149 | .clk(clk), |
---|
150 | .rclk(rclk), |
---|
151 | .enb_l(fmul_clken_l), |
---|
152 | .tmb_l(se_l) |
---|
153 | ); |
---|
154 | |
---|
155 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
156 | // |
---|
157 | // Multiply exponent inputs. |
---|
158 | // |
---|
159 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
160 | |
---|
161 | dffe_s #(11) i_m1stg_exp_in1 ( |
---|
162 | .din (inq_in1[62:52]), |
---|
163 | .en (m6stg_step), |
---|
164 | .clk (clk), |
---|
165 | |
---|
166 | .q (m1stg_exp_in1[10:0]), |
---|
167 | |
---|
168 | .se (se), |
---|
169 | .si (), |
---|
170 | .so () |
---|
171 | ); |
---|
172 | |
---|
173 | dffe_s #(11) i_m1stg_exp_in2 ( |
---|
174 | .din (inq_in2[62:52]), |
---|
175 | .en (m6stg_step), |
---|
176 | .clk (clk), |
---|
177 | |
---|
178 | .q (m1stg_exp_in2[10:0]), |
---|
179 | |
---|
180 | .se (se), |
---|
181 | .si (), |
---|
182 | .so () |
---|
183 | ); |
---|
184 | |
---|
185 | |
---|
186 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
187 | // |
---|
188 | // Multiply exponent adder. |
---|
189 | // |
---|
190 | // Multiply stage 1. |
---|
191 | // |
---|
192 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
193 | |
---|
194 | assign m1stg_expadd_in1[12:0]= ({13{m1stg_dblop}} |
---|
195 | & {2'b0, m1stg_exp_in1[10:0]}) |
---|
196 | | ({13{m1stg_sngop}} |
---|
197 | & {5'b0, m1stg_exp_in1[10:3]}); |
---|
198 | |
---|
199 | assign m1stg_expadd_in2[12:0]= ({13{m1stg_dblop}} |
---|
200 | & {2'b0, m1stg_exp_in2[10:0]}) |
---|
201 | | ({13{m1stg_sngop}} |
---|
202 | & {5'b0, m1stg_exp_in2[10:3]}); |
---|
203 | |
---|
204 | assign m1stg_expadd[12:0]= (m1stg_expadd_in1[12:0] |
---|
205 | + m1stg_expadd_in2[12:0] |
---|
206 | + 13'h0001); |
---|
207 | |
---|
208 | assign m2stg_exp_in[12:0]= ({13{m2stg_exp_expadd}} |
---|
209 | & m1stg_expadd[12:0]) |
---|
210 | | ({13{m2stg_exp_0bff}} |
---|
211 | & 13'h0bff) |
---|
212 | | ({13{m2stg_exp_017f}} |
---|
213 | & 13'h017f) |
---|
214 | | ({13{m2stg_exp_04ff}} |
---|
215 | & 13'h04ff) |
---|
216 | | ({13{m2stg_exp_zero}} |
---|
217 | & {{3{m1stg_fsmuld}}, 10'b0}); |
---|
218 | |
---|
219 | dffe_s #(13) i_m2stg_exp ( |
---|
220 | .din (m2stg_exp_in[12:0]), |
---|
221 | .en (m6stg_step), |
---|
222 | .clk (clk), |
---|
223 | |
---|
224 | .q (m2stg_exp[12:0]), |
---|
225 | |
---|
226 | .se (se), |
---|
227 | .si (), |
---|
228 | .so () |
---|
229 | ); |
---|
230 | |
---|
231 | |
---|
232 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
233 | // |
---|
234 | // Multiply exponent adder. |
---|
235 | // |
---|
236 | // Multiply stage 2. |
---|
237 | // |
---|
238 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
239 | |
---|
240 | assign m2stg_expadd_in2[12:0]= ({13{m2stg_fmuld}} |
---|
241 | & 13'h1c00) |
---|
242 | | ({13{m2stg_fmuls}} |
---|
243 | & 13'h1f80) |
---|
244 | | ({13{m2stg_fsmuld}} |
---|
245 | & 13'h0300); |
---|
246 | |
---|
247 | assign m2stg_expadd[12:0]= m2stg_exp[12:0] |
---|
248 | + m2stg_expadd_in2[12:0]; |
---|
249 | |
---|
250 | dffe_s #(13) i_m3astg_exp ( |
---|
251 | .din (m2stg_expadd[12:0]), |
---|
252 | .en (m6stg_step), |
---|
253 | .clk (clk), |
---|
254 | |
---|
255 | .q (m3astg_exp[12:0]), |
---|
256 | |
---|
257 | .se (se), |
---|
258 | .si (), |
---|
259 | .so () |
---|
260 | ); |
---|
261 | |
---|
262 | |
---|
263 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
264 | // |
---|
265 | // Multiply exponent. |
---|
266 | // |
---|
267 | // Multiply stage 3a. |
---|
268 | // |
---|
269 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
270 | |
---|
271 | dffe_s #(13) i_m3bstg_exp ( |
---|
272 | .din (m3astg_exp[12:0]), |
---|
273 | .en (m6stg_step), |
---|
274 | .clk (clk), |
---|
275 | |
---|
276 | .q (m3bstg_exp[12:0]), |
---|
277 | |
---|
278 | .se (se), |
---|
279 | .si (), |
---|
280 | .so () |
---|
281 | ); |
---|
282 | |
---|
283 | |
---|
284 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
285 | // |
---|
286 | // Multiply exponent. |
---|
287 | // |
---|
288 | // Multiply stage 3b. |
---|
289 | // |
---|
290 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
291 | |
---|
292 | dffe_s #(13) i_m3stg_exp ( |
---|
293 | .din (m3bstg_exp[12:0]), |
---|
294 | .en (m6stg_step), |
---|
295 | .clk (clk), |
---|
296 | |
---|
297 | .q (m3stg_exp[12:0]), |
---|
298 | |
---|
299 | .se (se), |
---|
300 | .si (), |
---|
301 | .so () |
---|
302 | ); |
---|
303 | |
---|
304 | dffe_s #(13) i_m3stg_expa ( |
---|
305 | .din (m3bstg_exp[12:0]), |
---|
306 | .en (m6stg_step), |
---|
307 | .clk (clk), |
---|
308 | |
---|
309 | .q (m3stg_expa[12:0]), |
---|
310 | |
---|
311 | .se (se), |
---|
312 | .si (), |
---|
313 | .so () |
---|
314 | ); |
---|
315 | |
---|
316 | |
---|
317 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
318 | // |
---|
319 | // Multiply exponent adder. |
---|
320 | // |
---|
321 | // Multiply stage 3. |
---|
322 | // |
---|
323 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
324 | |
---|
325 | assign m3stg_expadd[12:0]= (m3stg_expa[12:0] |
---|
326 | + {6'h3f, m3stg_ld0_inv[6:0]} |
---|
327 | + 13'h0001); |
---|
328 | |
---|
329 | assign m3stg_expadd_eq_0= (&(m3stg_exp[12:0] ^ {6'h3f, m3stg_ld0_inv[6:0]})); |
---|
330 | |
---|
331 | assign m3stg_expadd_lte_0_inv= (!(m3stg_expadd[12] || m3stg_expadd_eq_0)); |
---|
332 | |
---|
333 | assign m4stg_exp_in[12:0]= (m3stg_expadd[12:0] & {13{(!m3stg_expadd[12])}}); |
---|
334 | |
---|
335 | dffe_s #(13) i_m4stg_exp ( |
---|
336 | .din (m4stg_exp_in[12:0]), |
---|
337 | .en (m6stg_step), |
---|
338 | .clk (clk), |
---|
339 | |
---|
340 | .q (m4stg_exp[12:0]), |
---|
341 | |
---|
342 | .se (se), |
---|
343 | .si (), |
---|
344 | .so () |
---|
345 | ); |
---|
346 | |
---|
347 | |
---|
348 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
349 | // |
---|
350 | // Multiply exponent increment. |
---|
351 | // |
---|
352 | // Multiply stage 4. |
---|
353 | // |
---|
354 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
355 | |
---|
356 | assign m4stg_exp_plus1[12:0]= m4stg_exp[12:0] |
---|
357 | + 13'h0001; |
---|
358 | |
---|
359 | |
---|
360 | // Austin update |
---|
361 | // uarch timing fix |
---|
362 | // Endpoint: fpu_mul_exp_dp/i_m5stg_exp_pre2_10 |
---|
363 | |
---|
364 | // assign m5stg_exp_pre1_in[12:0]= (~({13{m4stg_inc_exp}} |
---|
365 | // & m4stg_exp_plus1[12:0])); |
---|
366 | |
---|
367 | assign m5stg_exp_pre1_in[12:0]= ( ({13{m6stg_step}} |
---|
368 | & m4stg_exp_plus1[12:0])); |
---|
369 | |
---|
370 | dff_s #(13) i_m5stg_exp_pre1 ( |
---|
371 | .din (m5stg_exp_pre1_in[12:0]), |
---|
372 | .clk (clk), |
---|
373 | |
---|
374 | .q (m5stg_exp_pre1[12:0]), |
---|
375 | |
---|
376 | .se (se), |
---|
377 | .si (), |
---|
378 | .so () |
---|
379 | ); |
---|
380 | |
---|
381 | |
---|
382 | // Austin update |
---|
383 | // uarch timing fix |
---|
384 | // Endpoint: fpu_mul_exp_dp/i_m5stg_exp_pre2_10 |
---|
385 | |
---|
386 | // assign m5stg_exp_pre2_in[12:0]= (~({13{m4stg_inc_exp_inv}} |
---|
387 | // & m4stg_exp[12:0])); |
---|
388 | |
---|
389 | assign m5stg_exp_pre2_in[12:0]= ( ({13{m6stg_step}} |
---|
390 | & m4stg_exp[12:0])); |
---|
391 | |
---|
392 | dff_s #(13) i_m5stg_exp_pre2 ( |
---|
393 | .din (m5stg_exp_pre2_in[12:0]), |
---|
394 | .clk (clk), |
---|
395 | |
---|
396 | .q (m5stg_exp_pre2[12:0]), |
---|
397 | |
---|
398 | .se (se), |
---|
399 | .si (), |
---|
400 | .so () |
---|
401 | ); |
---|
402 | |
---|
403 | assign m5stg_exp_pre3_in[12:0]= (~({13{(!m6stg_step)}} |
---|
404 | & m5stg_expa[12:0])); |
---|
405 | |
---|
406 | dff_s #(13) i_m5stg_exp_pre3 ( |
---|
407 | .din (m5stg_exp_pre3_in[12:0]), |
---|
408 | .clk (clk), |
---|
409 | |
---|
410 | .q (m5stg_exp_pre3[12:0]), |
---|
411 | |
---|
412 | .se (se), |
---|
413 | .si (), |
---|
414 | .so () |
---|
415 | ); |
---|
416 | |
---|
417 | |
---|
418 | // Austin update |
---|
419 | // uarch timing fix |
---|
420 | // Endpoint: fpu_mul_exp_dp/i_m5stg_exp_pre2_10 |
---|
421 | |
---|
422 | //assign m5stg_exp[12:0]= (~m5stg_exp_pre1[12:0]) |
---|
423 | // | (~m5stg_exp_pre2[12:0]) |
---|
424 | // | (~m5stg_exp_pre3[12:0]); |
---|
425 | |
---|
426 | dff_s #(5) i_m5stg_inc_exp ( |
---|
427 | .din ({m4stg_shl_55,m4stg_shl_54, |
---|
428 | m4stg_inc_exp_54,m4stg_inc_exp_55,m4stg_inc_exp_105}), |
---|
429 | .clk (clk), |
---|
430 | |
---|
431 | .q ({m5stg_shl_55,m5stg_shl_54, |
---|
432 | m5stg_inc_exp_54,m5stg_inc_exp_55,m5stg_inc_exp_105}), |
---|
433 | |
---|
434 | .se (se), |
---|
435 | .si (), |
---|
436 | .so () |
---|
437 | ); |
---|
438 | |
---|
439 | assign m5stg_exp[12:0] = |
---|
440 | |
---|
441 | ( {13{((m5stg_shl_54 & m5stg_inc_exp_54) | |
---|
442 | (m5stg_shl_55 & m5stg_inc_exp_55) | |
---|
443 | (m5stg_inc_exp_105) )}} & m5stg_exp_pre1[12:0]) | |
---|
444 | |
---|
445 | (~{13{((m5stg_shl_54 & m5stg_inc_exp_54) | |
---|
446 | (m5stg_shl_55 & m5stg_inc_exp_55) | |
---|
447 | (m5stg_inc_exp_105) )}} & m5stg_exp_pre2[12:0]) | |
---|
448 | |
---|
449 | ~(m5stg_exp_pre3[12:0]); |
---|
450 | |
---|
451 | |
---|
452 | assign m5stg_expa[12:0]= m5stg_exp[12:0]; |
---|
453 | |
---|
454 | |
---|
455 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
456 | // |
---|
457 | // Multiply rounding. |
---|
458 | // Multiply stage 5. |
---|
459 | // |
---|
460 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
461 | |
---|
462 | assign m5stg_exp_plus1[12:0]= m5stg_expa[12:0] |
---|
463 | + 13'h0001; |
---|
464 | |
---|
465 | assign mul_exp_out_in[10:0]= ({11{(mul_exp_out_exp_plus1 |
---|
466 | && m5stg_fracadd_cout)}} |
---|
467 | & m5stg_exp_plus1[10:0]) |
---|
468 | | ({11{mul_exp_out_exp}} |
---|
469 | & m5stg_expa[10:0]) |
---|
470 | | ({11{((!m5stg_fracadd_cout) && (!m5stg_in_of))}} |
---|
471 | & m5stg_expa[10:0]) |
---|
472 | | ({11{m5stg_in_of}} |
---|
473 | & {{3{m5stg_fmuld}}, 7'h7f, m5stg_to_0_inv}); |
---|
474 | |
---|
475 | |
---|
476 | dffe_s #(11) i_mul_exp_out ( |
---|
477 | .din (mul_exp_out_in[10:0]), |
---|
478 | .en (m6stg_step), |
---|
479 | .clk (clk), |
---|
480 | |
---|
481 | .q (mul_exp_out[10:0]), |
---|
482 | |
---|
483 | .se (se), |
---|
484 | .si (), |
---|
485 | .so () |
---|
486 | ); |
---|
487 | |
---|
488 | |
---|
489 | endmodule |
---|
490 | |
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491 | |
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