source: XOpenSparcT1/trunk/T1-common/common/ucb_flow_2buf.v @ 6

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versione iniziale opensparc

RevLine 
[6]1// ========== Copyright Header Begin ==========================================
2//
3// OpenSPARC T1 Processor File: ucb_flow_2buf.v
4// Copyright (c) 2006 Sun Microsystems, Inc.  All Rights Reserved.
5// DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES.
6//
7// The above named program is free software; you can redistribute it and/or
8// modify it under the terms of the GNU General Public
9// License version 2 as published by the Free Software Foundation.
10//
11// The above named program is distributed in the hope that it will be
12// useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14// General Public License for more details.
15//
16// You should have received a copy of the GNU General Public
17// License along with this work; if not, write to the Free Software
18// Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
19//
20// ========== Copyright Header End ============================================
21////////////////////////////////////////////////////////////////////////
22/*
23//  Module Name:        ucb_flow_2buf
24//      Description:    Unit Control Block
25//                      - supports 64-bit or 128-bit read with flow control
26//                      - supports 64-bit write with flow control
27//                      - automactically drops non-64-bit writes
28//                      - supports interrupt return to IO Bridge
29//                      - provides 1+2 deep buffer for incoming requests
30//                        from the IO Bridge
31//                      - provides single buffer for returns going back
32//                        to the IO Bridge
33//
34//                      This module is intended for units that have
35//                      64-bit (no 128-bit) registers.
36//
37//                      Data bus width to and from the IO Bridge is
38//                      configured through parameters UCB_IOB_WIDTH and
39//                      IOB_UCB_WIDTH.  Supported widths are:
40//
41//                      IOB_UCB_WIDTH  UCB_IOB_WIDTH
42//                      ----------------------------
43//                      32             8
44//                      16             8
45//                       8             8
46//                       4             4             
47 */ 
48////////////////////////////////////////////////////////////////////////
49// Global header file includes
50////////////////////////////////////////////////////////////////////////
51`include        "sys.h" // system level definition file which
52                        // contains the time scale definition
53
54`include        "iop.h"
55
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57// Local header file includes / local defines
58////////////////////////////////////////////////////////////////////////
59`define         UCB_BUF_DEPTH   2
60`define         UCB_BUF_WIDTH   64+(`UCB_ADDR_HI-`UCB_ADDR_LO+1)+(`UCB_SIZE_HI-`UCB_SIZE_LO+1)+(`UCB_BUF_HI-`UCB_BUF_LO+1)+(`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO+1)+1+1
61
62module ucb_flow_2buf (/*AUTOARG*/
63   // Outputs
64   ucb_iob_stall, rd_req_vld, wr_req_vld, thr_id_in, buf_id_in, 
65   size_in, addr_in, data_in, ack_busy, int_busy, ucb_iob_vld, 
66   ucb_iob_data, 
67   // Inputs
68   clk, rst_l, iob_ucb_vld, iob_ucb_data, req_acpted, rd_ack_vld, 
69   rd_nack_vld, thr_id_out, buf_id_out, data128, data_out, int_vld, 
70   int_typ, int_thr_id, dev_id, int_stat, int_vec, iob_ucb_stall
71   );
72   // synopsys template
73   
74   parameter IOB_UCB_WIDTH = 32;  // data bus width from IOB to UCB
75   parameter UCB_IOB_WIDTH = 8;   // data bus width from UCB to IOB
76   parameter REG_WIDTH     = 64;  // please do not change this parameter
77   
78
79   // Globals
80   input                                clk;
81   input                                rst_l;
82   
83   // Request from IO Bridge
84   input                                iob_ucb_vld;
85   input [IOB_UCB_WIDTH-1:0]            iob_ucb_data;
86   output                               ucb_iob_stall;
87
88   // Request to local unit
89   output                               rd_req_vld;
90   output                               wr_req_vld;
91   output [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]   thr_id_in;
92   output [`UCB_BUF_HI-`UCB_BUF_LO:0]   buf_id_in;
93   output [`UCB_SIZE_HI-`UCB_SIZE_LO:0] size_in;   // only pertinent to PCI
94   output [`UCB_ADDR_HI-`UCB_ADDR_LO:0] addr_in;
95   output [`UCB_DATA_HI-`UCB_DATA_LO:0] data_in;
96   input                                req_acpted;
97   
98   // Ack/Nack from local unit
99   input                                rd_ack_vld;
100   input                                rd_nack_vld;
101   input [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]    thr_id_out;
102   input [`UCB_BUF_HI-`UCB_BUF_LO:0]    buf_id_out;
103   input                                data128;   // set to 1 if data returned is 128 bit
104   input [REG_WIDTH-1:0]                data_out;
105   output                               ack_busy;
106
107   // Interrupt from local unit
108   input                                int_vld;
109   input [`UCB_PKT_HI-`UCB_PKT_LO:0]    int_typ;          // interrupt type
110   input [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]    int_thr_id;       // interrupt thread ID
111   input [`UCB_INT_DEV_HI-`UCB_INT_DEV_LO:0] dev_id;      // interrupt device ID
112   input [`UCB_INT_STAT_HI-`UCB_INT_STAT_LO:0] int_stat;  // interrupt status
113   input [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_INT_VEC_LO:0]   int_vec;   // interrupt vector
114   output                               int_busy;
115   
116   // Output to IO Bridge
117   output                               ucb_iob_vld;
118   output [UCB_IOB_WIDTH-1:0]           ucb_iob_data;
119   input                                iob_ucb_stall;
120   
121   // Local signals
122   wire                                 indata_buf_vld;
123   wire [127:0]                         indata_buf;
124   wire                                 ucb_iob_stall_a1;
125   
126   wire                                 read_pending;
127   wire                                 write_pending;
128   wire                                 illegal_write_size;
129
130   wire                                 rd_buf;
131   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_head_next;
132   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_head;
133   wire                                 wr_buf;
134   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_tail_next;
135   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_tail;
136   wire                                 buf_full_next;
137   wire                                 buf_full;
138   wire                                 buf_empty_next;
139   wire                                 buf_empty;
140   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            req_in;
141   wire                                 buf0_en;
142   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            buf0;
143   wire                                 buf1_en;
144   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            buf1;
145   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            req_out;
146   wire                                 rd_req_vld_nq;
147   wire                                 wr_req_vld_nq;
148
149   wire                                 ack_buf_rd;
150   wire                                 ack_buf_wr;
151   wire                                 ack_buf_vld;
152   wire                                 ack_buf_vld_next;
153   wire                                 ack_buf_is_nack;
154   wire                                 ack_buf_is_data128;
155   wire [`UCB_PKT_HI-`UCB_PKT_LO:0]     ack_typ_out;
156   wire [REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO:0] ack_buf_in;
157   wire [REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO:0] ack_buf;
158   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] ack_buf_vec;
159   
160   wire                                 int_buf_rd;
161   wire                                 int_buf_wr;
162   wire                                 int_buf_vld;
163   wire                                 int_buf_vld_next;
164   wire [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO:0] int_buf_in;
165   wire [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO:0] int_buf;
166   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] int_buf_vec;
167   
168   wire                                 int_last_rd;
169   wire                                 outdata_buf_busy;
170   wire                                 outdata_buf_wr;
171   wire [REG_WIDTH+63:0]                outdata_buf_in;
172   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] outdata_vec_in;
173   
174   
175////////////////////////////////////////////////////////////////////////
176// Code starts here
177////////////////////////////////////////////////////////////////////////
178   /************************************************************
179    * Inbound Data
180    ************************************************************/
181   // Register size is hardcoded to 64 bits here because all
182   // units using the UCB module will only write to 64 bit registers.
183   ucb_bus_in #(IOB_UCB_WIDTH,64) ucb_bus_in (.rst_l(rst_l),
184                                              .clk(clk),
185                                              .vld(iob_ucb_vld),
186                                              .data(iob_ucb_data),
187                                              .stall(ucb_iob_stall),
188                                              .indata_buf_vld(indata_buf_vld),
189                                              .indata_buf(indata_buf),
190                                              .stall_a1(ucb_iob_stall_a1));
191
192
193   /************************************************************
194    * Decode inbound packet type
195    ************************************************************/
196   assign        read_pending = (indata_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO] ==
197                                 `UCB_READ_REQ) &
198                                indata_buf_vld;
199
200   assign        write_pending = (indata_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO] == 
201                                  `UCB_WRITE_REQ) &
202                                  indata_buf_vld;
203
204   // 3'b011 is the encoding for double word.  All writes have to be
205   // 64 bits except writes going to PCI.  PCI will instantiate a
206   // customized version of UCB.
207   assign        illegal_write_size = (indata_buf[`UCB_SIZE_HI:`UCB_SIZE_LO] !=
208                                       3'b011);
209   
210   assign        ucb_iob_stall_a1 = (read_pending | write_pending) & buf_full;
211
212   
213   /************************************************************
214    * Inbound buffer
215    ************************************************************/
216   // Head pointer
217   assign        rd_buf = req_acpted;
218   assign        buf_head_next = ~rst_l ? `UCB_BUF_DEPTH'b01 :
219                                 rd_buf ? {buf_head[`UCB_BUF_DEPTH-2:0],
220                                           buf_head[`UCB_BUF_DEPTH-1]} :
221                                          buf_head;
222   dff_ns #(`UCB_BUF_DEPTH) buf_head_ff (.din(buf_head_next),
223                                         .clk(clk),
224                                         .q(buf_head));
225
226   // Tail pointer
227   assign        wr_buf = (read_pending |
228                           (write_pending & ~illegal_write_size)) &
229                          ~buf_full;
230   assign        buf_tail_next = ~rst_l ? `UCB_BUF_DEPTH'b01 :
231                                 wr_buf ? {buf_tail[`UCB_BUF_DEPTH-2:0],
232                                           buf_tail[`UCB_BUF_DEPTH-1]} :
233                                          buf_tail;
234   dff_ns #(`UCB_BUF_DEPTH) buf_tail_ff (.din(buf_tail_next),
235                                         .clk(clk),
236                                         .q(buf_tail));
237
238   // Buffer full
239   assign        buf_full_next = (buf_head_next == buf_tail_next) &
240                                 wr_buf;
241   dffrle_ns #(1) buf_full_ff (.din(buf_full_next),
242                               .rst_l(rst_l),
243                               .en(rd_buf|wr_buf),
244                               .clk(clk),
245                               .q(buf_full));
246
247   // Buffer empty
248   assign        buf_empty_next = ((buf_head_next == buf_tail_next) &
249                                   rd_buf) | ~rst_l;
250   dffe_ns #(1) buf_empty_ff (.din(buf_empty_next),
251                              .en(rd_buf|wr_buf|~rst_l), 
252                              .clk(clk),
253                              .q(buf_empty));
254   
255
256   assign        req_in = {indata_buf[`UCB_DATA_HI:`UCB_DATA_LO],
257                           indata_buf[`UCB_ADDR_HI:`UCB_ADDR_LO],
258                           indata_buf[`UCB_SIZE_HI:`UCB_SIZE_LO],
259                           indata_buf[`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_LO],
260                           indata_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
261                           write_pending & ~illegal_write_size,
262                           read_pending};
263         
264   // Buffer 0
265   assign        buf0_en = buf_tail[0] & wr_buf;
266   dffe_ns #(`UCB_BUF_WIDTH) buf0_ff (.din(req_in),
267                                      .en(buf0_en),
268                                      .clk(clk),
269                                      .q(buf0));
270   // Buffer 1
271   assign        buf1_en = buf_tail[1] & wr_buf;
272   dffe_ns #(`UCB_BUF_WIDTH) buf1_ff (.din(req_in),
273                                      .en(buf1_en),
274                                      .clk(clk),
275                                      .q(buf1));
276
277   assign        req_out = buf_head[0] ? buf0 :
278                           buf_head[1] ? buf1 :
279                                         {`UCB_BUF_WIDTH{1'b0}};
280
281   
282   /************************************************************
283    * Inbound interface to local unit
284    ************************************************************/
285   assign        {data_in,
286                  addr_in,
287                  size_in,
288                  buf_id_in,
289                  thr_id_in,
290                  wr_req_vld_nq,
291                  rd_req_vld_nq} = req_out;
292   
293   assign        rd_req_vld = rd_req_vld_nq & ~buf_empty;
294   assign        wr_req_vld = wr_req_vld_nq & ~buf_empty;
295   
296         
297   /************************************************************
298    * Outbound Ack/Nack
299    ************************************************************/
300   assign        ack_buf_wr = rd_ack_vld | rd_nack_vld;
301   
302   assign        ack_buf_vld_next = ack_buf_wr ? 1'b1 :
303                                    ack_buf_rd ? 1'b0 :
304                                                 ack_buf_vld;
305   
306   dffrl_ns #(1) ack_buf_vld_ff (.din(ack_buf_vld_next),
307                                 .clk(clk),
308                                 .rst_l(rst_l),
309                                 .q(ack_buf_vld));
310   
311   dffe_ns #(1) ack_buf_is_nack_ff (.din(rd_nack_vld),
312                                    .en(ack_buf_wr),
313                                    .clk(clk),
314                                    .q(ack_buf_is_nack));
315
316   dffe_ns #(1) ack_buf_is_data128_ff (.din(data128),
317                                       .en(ack_buf_wr),
318                                       .clk(clk),
319                                       .q(ack_buf_is_data128));
320
321   assign        ack_typ_out = rd_ack_vld ? `UCB_READ_ACK:
322                                            `UCB_READ_NACK;
323
324   assign        ack_buf_in = {data_out,
325                               buf_id_out,
326                               thr_id_out,
327                               ack_typ_out};
328   
329   dffe_ns #(REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO+1) ack_buf_ff (.din(ack_buf_in),
330                                                              .en(ack_buf_wr),
331                                                              .clk(clk),
332                                                              .q(ack_buf));
333
334   assign        ack_buf_vec = ack_buf_is_nack    ? {{REG_WIDTH/UCB_IOB_WIDTH{1'b0}},
335                                                     {64/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}}} :
336                               ack_buf_is_data128 ? {(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}} :
337                                                    {(64+64)/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}};
338   
339   assign        ack_busy = ack_buf_vld;
340   
341
342   /************************************************************
343    * Outbound Interrupt
344    ************************************************************/
345   // Assertion: int_buf_wr shoudn't be asserted if int_buf_busy
346   assign        int_buf_wr = int_vld;
347   
348   assign        int_buf_vld_next = int_buf_wr ? 1'b1 :
349                                    int_buf_rd ? 1'b0 :
350                                                 int_buf_vld;
351   
352   dffrl_ns #(1) int_buf_vld_ff (.din(int_buf_vld_next),
353                                 .clk(clk),
354                                 .rst_l(rst_l),
355                                 .q(int_buf_vld));
356
357   assign        int_buf_in = {int_vec,
358                               int_stat,
359                               dev_id,
360                               int_thr_id,
361                               int_typ};
362   
363   dffe_ns #(`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO+1) int_buf_ff (.din(int_buf_in),
364                                                        .en(int_buf_wr),
365                                                        .clk(clk),
366                                                        .q(int_buf));
367
368   assign        int_buf_vec = {{REG_WIDTH/UCB_IOB_WIDTH{1'b0}},
369                                {64/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}}};
370
371   assign        int_busy = int_buf_vld;
372
373
374   /************************************************************
375    * Outbound ack/interrupt Arbitration
376    ************************************************************/
377   dffrle_ns #(1) int_last_rd_ff (.din(int_buf_rd),
378                                  .en(ack_buf_rd|int_buf_rd),
379                                  .rst_l(rst_l),
380                                  .clk(clk),
381                                  .q(int_last_rd));
382                           
383   assign        ack_buf_rd = ~outdata_buf_busy & ack_buf_vld &
384                              (~int_buf_vld | int_last_rd);
385   
386   assign        int_buf_rd = ~outdata_buf_busy & int_buf_vld &
387                              (~ack_buf_vld | ~int_last_rd);
388
389   assign        outdata_buf_wr = ack_buf_rd | int_buf_rd;
390   
391   assign        outdata_buf_in = ack_buf_rd ? {ack_buf[REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_HI+1],
392                                                {(`UCB_RSV_HI-`UCB_RSV_LO+1){1'b0}},
393                                                {(`UCB_ADDR_HI-`UCB_ADDR_LO+1){1'b0}},
394                                                {(`UCB_SIZE_HI-`UCB_SIZE_LO+1){1'b0}},
395                                                ack_buf[`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_LO],
396                                                ack_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
397                                                ack_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO]}:
398                                               {{REG_WIDTH{1'b0}},
399                                                {(`UCB_INT_RSV_HI-`UCB_INT_RSV_LO+1){1'b0}},
400                                                int_buf[`UCB_INT_VEC_HI:`UCB_INT_VEC_LO],
401                                                int_buf[`UCB_INT_STAT_HI:`UCB_INT_STAT_LO],
402                                                int_buf[`UCB_INT_DEV_HI:`UCB_INT_DEV_LO],
403                                                int_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
404                                                int_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO]};
405   
406   assign        outdata_vec_in = ack_buf_rd ? ack_buf_vec :
407                                               int_buf_vec;
408   
409   ucb_bus_out #(UCB_IOB_WIDTH, REG_WIDTH) ucb_bus_out (.rst_l(rst_l),
410                                                        .clk(clk),
411                                                        .outdata_buf_wr(outdata_buf_wr),
412                                                        .outdata_buf_in(outdata_buf_in),
413                                                        .outdata_vec_in(outdata_vec_in),
414                                                        .outdata_buf_busy(outdata_buf_busy),
415                                                        .vld(ucb_iob_vld),
416                                                        .data(ucb_iob_data),
417                                                        .stall(iob_ucb_stall));
418   
419
420`undef          UCB_BUF_WIDTH
421         
422endmodule // ucb_flow_2buf
423
424
425// Local Variables:
426// verilog-library-directories:(".")
427// End:
428
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431
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433
434
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.