Multiplication Plugin using 16-bit DSPs
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ca228a392e
commit
2d56c6738c
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@ -0,0 +1,119 @@
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package vexriscv.plugin
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import vexriscv._
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import vexriscv.plugin._
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import spinal.core._
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/**
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* A multiplication plugin using only 16-bit multiplications
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*/
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class Mul16Plugin extends Plugin[VexRiscv]{
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object MUL_LL extends Stageable(UInt(32 bits))
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object MUL_LH extends Stageable(UInt(32 bits))
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object MUL_HL extends Stageable(UInt(32 bits))
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object MUL_HH extends Stageable(UInt(32 bits))
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object MUL extends Stageable(Bits(64 bits))
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object IS_MUL extends Stageable(Bool)
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override def setup(pipeline: VexRiscv): Unit = {
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import Riscv._
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import pipeline.config._
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val actions = List[(Stageable[_ <: BaseType],Any)](
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SRC1_CTRL -> Src1CtrlEnum.RS,
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SRC2_CTRL -> Src2CtrlEnum.RS,
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REGFILE_WRITE_VALID -> True,
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BYPASSABLE_EXECUTE_STAGE -> False,
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BYPASSABLE_MEMORY_STAGE -> False,
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RS1_USE -> True,
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RS2_USE -> True,
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IS_MUL -> True
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)
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val decoderService = pipeline.service(classOf[DecoderService])
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decoderService.addDefault(IS_MUL, False)
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decoderService.add(List(
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MULX -> actions
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))
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}
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override def build(pipeline: VexRiscv): Unit = {
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import pipeline._
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import pipeline.config._
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// Prepare signed inputs for the multiplier in the next stage.
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// This will map them best to an FPGA DSP.
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execute plug new Area {
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import execute._
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val a,b = Bits(32 bit)
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a := input(SRC1)
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b := input(SRC2)
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val aLow = a(15 downto 0).asUInt
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val bLow = b(15 downto 0).asUInt
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val aHigh = a(31 downto 16).asUInt
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val bHigh = b(31 downto 16).asUInt
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insert(MUL_LL) := aLow * bLow
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insert(MUL_LH) := aLow * bHigh
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insert(MUL_HL) := aHigh * bLow
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insert(MUL_HH) := aHigh * bHigh
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}
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memory plug new Area {
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import memory._
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val ll = UInt(32 bits)
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val lh = UInt(33 bits)
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val hl = UInt(32 bits)
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val hh = UInt(32 bits)
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ll := input(MUL_LL)
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lh := input(MUL_LH).resized
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hl := input(MUL_HL)
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hh := input(MUL_HH)
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val hllh = lh + hl
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insert(MUL) := ((hh ## ll(31 downto 16)).asUInt + hllh) ## ll(15 downto 0)
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}
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writeBack plug new Area {
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import writeBack._
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val aSigned,bSigned = Bool
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switch(input(INSTRUCTION)(13 downto 12)) {
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is(B"01") {
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aSigned := True
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bSigned := True
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}
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is(B"10") {
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aSigned := True
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bSigned := False
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}
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default {
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aSigned := False
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bSigned := False
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}
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}
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val a = (aSigned && input(SRC1).msb) ? input(SRC2).asUInt | U(0)
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val b = (bSigned && input(SRC2).msb) ? input(SRC1).asUInt | U(0)
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when(arbitration.isValid && input(IS_MUL)){
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switch(input(INSTRUCTION)(13 downto 12)){
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is(B"00"){
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output(REGFILE_WRITE_DATA) := input(MUL)(31 downto 0)
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}
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is(B"01",B"10",B"11"){
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||||||
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output(REGFILE_WRITE_DATA) := (((input(MUL)(63 downto 32)).asUInt + ~a) + (~b + 2)).asBits
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}
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}
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}
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}
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}
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}
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