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

Revision 6, 17.7 KB checked in by pntsvt00, 13 years ago (diff)

versione iniziale opensparc

Line 
1// ========== Copyright Header Begin ==========================================
2//
3// OpenSPARC T1 Processor File: ucb_flow_spi.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_spi
24//      Description:    Unit Control Block
25//                      - supports 1B/2B/4B/8B read with flow control
26//                      - supports 1B/2B/4B/8B write with flow control
27//                      - supports 4B ifill request
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 customized for the SPI.
35//
36//                      Data bus width to and from the IO Bridge is
37//                      configured through parameters UCB_IOB_WIDTH and
38//                      IOB_UCB_WIDTH.  Supported widths are:
39//
40//                      IOB_UCB_WIDTH  UCB_IOB_WIDTH
41//                      ----------------------------
42//                      32             8
43//                      16             8
44//                       8             8
45//                       4             4             
46 */ 
47////////////////////////////////////////////////////////////////////////
48// Global header file includes
49////////////////////////////////////////////////////////////////////////
50`include        "sys.h" // system level definition file which
51                        // contains the time scale definition
52
53`include        "iop.h"
54
55////////////////////////////////////////////////////////////////////////
56// Local header file includes / local defines
57////////////////////////////////////////////////////////////////////////
58`define         UCB_BUF_DEPTH   2
59`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+1
60
61module ucb_flow_spi (/*AUTOARG*/
62   // Outputs
63   ucb_iob_stall, rd_req_vld, wr_req_vld, ifill_req_vld, thr_id_in, 
64   buf_id_in, size_in, addr_in, data_in, ack_busy, int_busy, 
65   ucb_iob_vld, ucb_iob_data, 
66   // Inputs
67   clk, rst_l, iob_ucb_vld, iob_ucb_data, req_acpted, rd_ack_vld, 
68   rd_nack_vld, ifill_ack_vld, ifill_nack_vld, thr_id_out, 
69   buf_id_out, data128, data_out, int_vld, int_typ, int_thr_id, 
70   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                               ifill_req_vld;
92   output [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]   thr_id_in;
93   output [`UCB_BUF_HI-`UCB_BUF_LO:0]   buf_id_in;
94   output [`UCB_SIZE_HI-`UCB_SIZE_LO:0] size_in;   // only pertinent to JBI and SPI
95   output [`UCB_ADDR_HI-`UCB_ADDR_LO:0] addr_in;
96   output [`UCB_DATA_HI-`UCB_DATA_LO:0] data_in;
97   input                                req_acpted;
98   
99   // Ack/Nack from local unit
100   input                                rd_ack_vld;
101   input                                rd_nack_vld;
102   input                                ifill_ack_vld;
103   input                                ifill_nack_vld;
104   input [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]    thr_id_out;
105   input [`UCB_BUF_HI-`UCB_BUF_LO:0]    buf_id_out;
106   input                                data128;   // set to 1 if data returned is 128 bit
107   input [REG_WIDTH-1:0]                data_out;
108   output                               ack_busy;
109
110   // Interrupt from local unit
111   input                                int_vld;
112   input [`UCB_PKT_HI-`UCB_PKT_LO:0]    int_typ;          // interrupt type
113   input [`UCB_THR_HI-`UCB_THR_LO:0]    int_thr_id;       // interrupt thread ID
114   input [`UCB_INT_DEV_HI-`UCB_INT_DEV_LO:0] dev_id;      // interrupt device ID
115   input [`UCB_INT_STAT_HI-`UCB_INT_STAT_LO:0] int_stat;  // interrupt status
116   input [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_INT_VEC_LO:0]   int_vec;   // interrupt vector
117   output                               int_busy;
118   
119   // Output to IO Bridge
120   output                               ucb_iob_vld;
121   output [UCB_IOB_WIDTH-1:0]           ucb_iob_data;
122   input                                iob_ucb_stall;
123   
124   // Local signals
125   wire                                 indata_buf_vld;
126   wire [127:0]                         indata_buf;
127   wire                                 ucb_iob_stall_a1;
128   
129   wire                                 read_pending;
130   wire                                 write_pending;
131   wire                                 ifill_pending;
132   
133   wire                                 rd_buf;
134   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_head_next;
135   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_head;
136   wire                                 wr_buf;
137   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_tail_next;
138   wire [`UCB_BUF_DEPTH-1:0]            buf_tail;
139   wire                                 buf_full_next;
140   wire                                 buf_full;
141   wire                                 buf_empty_next;
142   wire                                 buf_empty;
143   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            req_in;
144   wire                                 buf0_en;
145   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            buf0;
146   wire                                 buf1_en;
147   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            buf1;
148   wire [`UCB_BUF_WIDTH-1:0]            req_out;
149   wire                                 rd_req_vld_nq;
150   wire                                 wr_req_vld_nq;
151   wire                                 ifill_req_vld_nq;
152
153   wire                                 ack_buf_rd;
154   wire                                 ack_buf_wr;
155   wire                                 ack_buf_vld;
156   wire                                 ack_buf_vld_next;
157   wire                                 ack_buf_is_nack;
158   wire                                 ack_buf_is_data128;
159   wire [`UCB_PKT_HI-`UCB_PKT_LO:0]     ack_typ_out;
160   wire [REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO:0] ack_buf_in;
161   wire [REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO:0] ack_buf;
162   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] ack_buf_vec;
163   
164   wire                                 int_buf_rd;
165   wire                                 int_buf_wr;
166   wire                                 int_buf_vld;
167   wire                                 int_buf_vld_next;
168   wire [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO:0] int_buf_in;
169   wire [`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO:0] int_buf;
170   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] int_buf_vec;
171   
172   wire                                 int_last_rd;
173   wire                                 outdata_buf_busy;
174   wire                                 outdata_buf_wr;
175   wire [REG_WIDTH+63:0]                outdata_buf_in;
176   wire [(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH-1:0] outdata_vec_in;
177   
178   
179////////////////////////////////////////////////////////////////////////
180// Code starts here
181////////////////////////////////////////////////////////////////////////
182   /************************************************************
183    * Inbound Data
184    ************************************************************/
185   // Register size is hardcoded to 64 bits here
186   ucb_bus_in #(IOB_UCB_WIDTH,64) ucb_bus_in (.rst_l(rst_l),
187                                              .clk(clk),
188                                              .vld(iob_ucb_vld),
189                                              .data(iob_ucb_data),
190                                              .stall(ucb_iob_stall),
191                                              .indata_buf_vld(indata_buf_vld),
192                                              .indata_buf(indata_buf),
193                                              .stall_a1(ucb_iob_stall_a1));
194
195
196   /************************************************************
197    * Decode inbound packet type
198    ************************************************************/
199   assign        read_pending = (indata_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO] ==
200                                 `UCB_READ_REQ) &
201                                indata_buf_vld;
202
203   assign        write_pending = (indata_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO] == 
204                                  `UCB_WRITE_REQ) &
205                                  indata_buf_vld;
206
207   assign        ifill_pending = (indata_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO] == 
208                                  `UCB_IFILL_REQ) &
209                                  indata_buf_vld;
210
211   assign        ucb_iob_stall_a1 = (read_pending | write_pending | ifill_pending) & buf_full;
212
213   
214   /************************************************************
215    * Inbound buffer
216    ************************************************************/
217   // Head pointer
218   assign        rd_buf = req_acpted;
219   assign        buf_head_next = ~rst_l ? `UCB_BUF_DEPTH'b01 :
220                                 rd_buf ? {buf_head[`UCB_BUF_DEPTH-2:0],
221                                           buf_head[`UCB_BUF_DEPTH-1]} :
222                                          buf_head;
223   dff_ns #(`UCB_BUF_DEPTH) buf_head_ff (.din(buf_head_next),
224                                         .clk(clk),
225                                         .q(buf_head));
226
227   // Tail pointer
228   assign        wr_buf = (read_pending |
229                           write_pending |
230                           ifill_pending) &
231                          ~buf_full;
232   assign        buf_tail_next = ~rst_l ? `UCB_BUF_DEPTH'b01 :
233                                 wr_buf ? {buf_tail[`UCB_BUF_DEPTH-2:0],
234                                           buf_tail[`UCB_BUF_DEPTH-1]} :
235                                          buf_tail;
236   dff_ns #(`UCB_BUF_DEPTH) buf_tail_ff (.din(buf_tail_next),
237                                         .clk(clk),
238                                         .q(buf_tail));
239
240   // Buffer full
241   assign        buf_full_next = (buf_head_next == buf_tail_next) &
242                                 wr_buf;
243   dffrle_ns #(1) buf_full_ff (.din(buf_full_next),
244                               .rst_l(rst_l),
245                               .en(rd_buf|wr_buf),
246                               .clk(clk),
247                               .q(buf_full));
248
249   // Buffer empty
250   assign        buf_empty_next = ((buf_head_next == buf_tail_next) &
251                                   rd_buf) | ~rst_l;
252   dffe_ns #(1) buf_empty_ff (.din(buf_empty_next),
253                              .en(rd_buf|wr_buf|~rst_l), 
254                              .clk(clk),
255                              .q(buf_empty));
256   
257
258   assign        req_in = {indata_buf[`UCB_DATA_HI:`UCB_DATA_LO],
259                           indata_buf[`UCB_ADDR_HI:`UCB_ADDR_LO],
260                           indata_buf[`UCB_SIZE_HI:`UCB_SIZE_LO],
261                           indata_buf[`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_LO],
262                           indata_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
263                           ifill_pending,
264                           write_pending,
265                           read_pending};
266         
267   // Buffer 0
268   assign        buf0_en = buf_tail[0] & wr_buf;
269   dffe_ns #(`UCB_BUF_WIDTH) buf0_ff (.din(req_in),
270                                      .en(buf0_en),
271                                      .clk(clk),
272                                      .q(buf0));
273   // Buffer 1
274   assign        buf1_en = buf_tail[1] & wr_buf;
275   dffe_ns #(`UCB_BUF_WIDTH) buf1_ff (.din(req_in),
276                                      .en(buf1_en),
277                                      .clk(clk),
278                                      .q(buf1));
279
280   assign        req_out = buf_head[0] ? buf0 :
281                           buf_head[1] ? buf1 :
282                                         {`UCB_BUF_WIDTH{1'b0}};
283
284   
285   /************************************************************
286    * Inbound interface to local unit
287    ************************************************************/
288   assign        {data_in,
289                  addr_in,
290                  size_in,
291                  buf_id_in,
292                  thr_id_in,
293                  ifill_req_vld_nq,
294                  wr_req_vld_nq,
295                  rd_req_vld_nq} = req_out;
296   
297   assign        rd_req_vld = rd_req_vld_nq & ~buf_empty;
298   assign        wr_req_vld = wr_req_vld_nq & ~buf_empty;
299   assign        ifill_req_vld = ifill_req_vld_nq & ~buf_empty;
300   
301         
302   /************************************************************
303    * Outbound Ack/Nack
304    ************************************************************/
305   assign        ack_buf_wr = rd_ack_vld | rd_nack_vld | ifill_ack_vld | ifill_nack_vld;
306   
307   assign        ack_buf_vld_next = ack_buf_wr ? 1'b1 :
308                                    ack_buf_rd ? 1'b0 :
309                                                 ack_buf_vld;
310   
311   dffrl_ns #(1) ack_buf_vld_ff (.din(ack_buf_vld_next),
312                                 .clk(clk),
313                                 .rst_l(rst_l),
314                                 .q(ack_buf_vld));
315   
316   dffe_ns #(1) ack_buf_is_nack_ff (.din(rd_nack_vld|ifill_nack_vld),
317                                    .en(ack_buf_wr),
318                                    .clk(clk),
319                                    .q(ack_buf_is_nack));
320   
321   dffe_ns #(1) ack_buf_is_data128_ff (.din(data128),
322                                       .en(ack_buf_wr),
323                                       .clk(clk),
324                                       .q(ack_buf_is_data128));
325
326   assign        ack_typ_out = rd_ack_vld    ? `UCB_READ_ACK:
327                               rd_nack_vld   ? `UCB_READ_NACK:
328                               ifill_ack_vld ? `UCB_IFILL_ACK:
329                                               `UCB_IFILL_NACK;
330
331   assign        ack_buf_in = {data_out,
332                               buf_id_out,
333                               thr_id_out,
334                               ack_typ_out};
335   
336   dffe_ns #(REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI-`UCB_PKT_LO+1) ack_buf_ff (.din(ack_buf_in),
337                                                              .en(ack_buf_wr),
338                                                              .clk(clk),
339                                                              .q(ack_buf));
340
341   assign        ack_buf_vec = ack_buf_is_nack    ? {{REG_WIDTH/UCB_IOB_WIDTH{1'b0}},
342                                                     {64/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}}} :
343                               ack_buf_is_data128 ? {(REG_WIDTH+64)/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}} :
344                                                    {(64+64)/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}};
345   
346   assign        ack_busy = ack_buf_vld;
347   
348
349   /************************************************************
350    * Outbound Interrupt
351    ************************************************************/
352   // Assertion: int_buf_wr shoudn't be asserted if int_buf_busy
353   assign        int_buf_wr = int_vld;
354   
355   assign        int_buf_vld_next = int_buf_wr ? 1'b1 :
356                                    int_buf_rd ? 1'b0 :
357                                                 int_buf_vld;
358   
359   dffrl_ns #(1) int_buf_vld_ff (.din(int_buf_vld_next),
360                                 .clk(clk),
361                                 .rst_l(rst_l),
362                                 .q(int_buf_vld));
363
364   assign        int_buf_in = {int_vec,
365                               int_stat,
366                               dev_id,
367                               int_thr_id,
368                               int_typ};
369   
370   dffe_ns #(`UCB_INT_VEC_HI-`UCB_PKT_LO+1) int_buf_ff (.din(int_buf_in),
371                                                        .en(int_buf_wr),
372                                                        .clk(clk),
373                                                        .q(int_buf));
374
375   assign        int_buf_vec = {{REG_WIDTH/UCB_IOB_WIDTH{1'b0}},
376                                {64/UCB_IOB_WIDTH{1'b1}}};
377
378   assign        int_busy = int_buf_vld;
379
380
381   /************************************************************
382    * Outbound ack/interrupt Arbitration
383    ************************************************************/
384   dffrle_ns #(1) int_last_rd_ff (.din(int_buf_rd),
385                                  .en(ack_buf_rd|int_buf_rd),
386                                  .rst_l(rst_l),
387                                  .clk(clk),
388                                  .q(int_last_rd));
389                           
390   assign        ack_buf_rd = ~outdata_buf_busy & ack_buf_vld &
391                              (~int_buf_vld | int_last_rd);
392   
393   assign        int_buf_rd = ~outdata_buf_busy & int_buf_vld &
394                              (~ack_buf_vld | ~int_last_rd);
395
396   assign        outdata_buf_wr = ack_buf_rd | int_buf_rd;
397   
398   assign        outdata_buf_in = ack_buf_rd ? {ack_buf[REG_WIDTH+`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_HI+1],
399                                                {(`UCB_RSV_HI-`UCB_RSV_LO+1){1'b0}},
400                                                {(`UCB_ADDR_HI-`UCB_ADDR_LO+1){1'b0}},
401                                                {(`UCB_SIZE_HI-`UCB_SIZE_LO+1){1'b0}},
402                                                ack_buf[`UCB_BUF_HI:`UCB_BUF_LO],
403                                                ack_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
404                                                ack_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO]}:
405                                               {{REG_WIDTH{1'b0}},
406                                                {(`UCB_INT_RSV_HI-`UCB_INT_RSV_LO+1){1'b0}},
407                                                int_buf[`UCB_INT_VEC_HI:`UCB_INT_VEC_LO],
408                                                int_buf[`UCB_INT_STAT_HI:`UCB_INT_STAT_LO],
409                                                int_buf[`UCB_INT_DEV_HI:`UCB_INT_DEV_LO],
410                                                int_buf[`UCB_THR_HI:`UCB_THR_LO],
411                                                int_buf[`UCB_PKT_HI:`UCB_PKT_LO]};
412   
413   assign        outdata_vec_in = ack_buf_rd ? ack_buf_vec :
414                                               int_buf_vec;
415   
416   ucb_bus_out #(UCB_IOB_WIDTH, REG_WIDTH) ucb_bus_out (.rst_l(rst_l),
417                                                        .clk(clk),
418                                                        .outdata_buf_wr(outdata_buf_wr),
419                                                        .outdata_buf_in(outdata_buf_in),
420                                                        .outdata_vec_in(outdata_vec_in),
421                                                        .outdata_buf_busy(outdata_buf_busy),
422                                                        .vld(ucb_iob_vld),
423                                                        .data(ucb_iob_data),
424                                                        .stall(iob_ucb_stall));
425   
426
427`undef          UCB_BUF_WIDTH
428         
429endmodule // ucb_flow_spi
430
431
432// Local Variables:
433// verilog-library-directories:(".")
434// End:
435
436
437
438
439
440
441
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.