Pipeline中throwIt的用法

编 者 按   

字如其名，来看下Pipeline中throwIt的用法，是怎么个丢弃方式

API     

在Stage中，关于throwIt提供了下面的API：

   函数中的动作出现了两个变量的使用：

internal.request.throws

internals.request.throwRoot 那么去到Pipeline里面看都哪里使用到了它。在看之前，先再来回顾下在SpinalHDL中pipeline的编程模型：  

    在Pipeline的模型里，Pipeline中的任何一级都是一个组合逻辑，如果它要驱动下一级Pipeline，那么其可以通过Connection来和下一级建立连接关系，最后一级则没有Connection。而在Connection中，则可以进行打拍。也即Stage中负责功能实现，Connection负责实现控制流水线级数，时序优化。

Connection中的作用

    在Pipeline的build函数中，其定义了throwOne：

 

var throwOne = stage.internals.request.throws.nonEmpty generate orR(stage.internals.request.throws)

 

    即如果internals.request.throws如果不为空，那么其中的所有条件取或后赋值给throwOne.

    而后，在处理Stage间的连接关系时有：

    这里对于驱动该级的Connection，首先将throwOne保留至clThrowOne(l)中，随后在if判断中，会为clThrowOneHit(l)声明为一个Bool()对象。在常用的Connection M2S、S2M中，alwasContainsSlaveToken均为true，故此时throwOne变量将会被赋值为null。

    而对于：

 

if(throwOne != null) c.m.throwIt(throwOne, root = false)

 

    由于此时throwOne重新被赋值为null，故并不会为驱动该Stage的Master调用throwIt，也即throw并不会向前级传输。

    最终会调用下面的函数来进行Stage间的连接关系：

 

val area = l.on(m, s, clFlush(l), clFlushNext(l), clFlushNextHit(l), clThrowOne(l), clThrowOneHit(l))

 

    clThrowOne(l)作为throwHead参数传入Connection的on函数。以M2S为例，我们来看下其在里面会有哪些动作：

 

m.ready match {
  case null =>
    s.valid := m.valid
    (s.payload, m.payload).zipped.foreach(_ := _)
  case r => {
    if (flush != null && flushPreserveInput) s.valid clearWhen(flush)
    if(throwHead != null) s.valid clearWhen(throwHead)
    when(r) {
      s.valid := m.valid
    }
    when(if (holdPayload) m.valid && r else r) {
      (s.payload, m.payload).zipped.foreach(_ := _)
    }
  }
}

 

    可以看到，如果驱动Connection的Master没有ready信号，那么throwHead是没有任何作用的。

    如果master具备ready信号，如果此时m.ready信号为低电平，那么作为Slave的Stage其input.valid将会在下一拍变为低电平。

Stage中的作用

    在Stage中的作用比较简单，仅internals.request.throwRoot会起作用。在Pipeline中的build函数中：

 

if(s.request.throwsRoot.nonEmpty){
  val doThrow = s.request.throwsRoot.orR
  when(doThrow){
    s.output.valid := False
  }
}

 

    如果throwsRoot不为空，则其中任意一个条件满足是，Stage中的output.valid会立即清零。

    结合Connection中throw的作用，throw会导致当前Stage的input.valid在下一拍清空(input.valid为寄存器)，而默认情况下stage的output.valid（Wire）直接由input.valid驱动，故throwsRoot的作用就是让Stage的output.valid立即生效。比如说此时input.valid为高电平，ouput.ready也为高电平，throwsRoot将output.valid直接拉低避免当前拍的数据传输到下一级，从而实现立即丢掉。

Example

    在这个例子中，如果cond为true，则stage2会立即丢掉当前传输至output端口的数据。

　　审核编辑：汤梓红