扒一扒pipeline中“spawn”的用法

》spawn      

在Stage中，关于spawn，定义了下面的两个API：

 

def spawnIt()(implicit loc: Location) : Unit = spawnIt(ConditionalContext.isTrue)
def spawnIt(cond : Bool)(implicit loc: Location) : Unit = internals.request.spawns += nameFromLocation(CombInit(cond), "spawnRequest")

 

    spawn的调用，最终会把触发条件cond存储至internals.request.spawns中去。

    而在Pipeline中，internal.request.spawns仅使用在了Internal Connection中：

 

//Internal connections
    for(s <- stagesSet){
      s.output.valid := s.input.valid

      if(s.request.spawns.nonEmpty){
        when(s.request.spawns.orR){
          s.output.valid := True
        }
      }

 

    可以看到，对于Stage内部，若果spawns非空，则spawns中只要有一个条件成立那么其output.valid即会设置为True，相当于对output.valid进行了扩展多个时钟周期。

    值得注意的是，其仅对valid进行了扩展，而并没有处理input.ready信号。

    看到这里，对于spawnIt的用法诸君应该能大体看明白，其就是为了对Stage中的output.valid进行延展。 

》example

    由于spawnIt并没有对input.ready进行处理，故如果pipeline中如果有ready信号时使用需谨慎，这里给出一个pipeline中不使用ready的example：

 

case class SpawnTest() extends Component{
  val io=new Bundle{
    val data_in= slave (Flow(UInt(8 bits)))
    val data_out= master(Flow(UInt(8 bits)))
  }
  noIoPrefix()
  val cycle_num=Stageable(UInt(8 bits))
  val pip=new Pipeline{
    val stage0=new Stage{
      import internals._
      input.valid:=io.data_in.valid
      cycle_num:=io.data_in.payload
    }
    val stage1=new Stage(Connection.M2S()){}
    val stage2=new Stage(Connection.M2S()){
      io.data_out.valid:=internals.output.valid
      val cycle_cnt=Reg(UInt(8 bits)) init(0)
      when(internals.input.valid){
        cycle_cnt:=(cycle_num===1)?cycle_cnt|(cycle_num-1)
        io.data_out.payload:=cycle_num
      }otherwise{
        cycle_cnt:= (cycle_cnt.orR)? (cycle_cnt-1)|cycle_cnt
        io.data_out.payload:=cycle_cnt
      }
      spawnIt(cycle_cnt=/=0)
    }
  }
  pip.build()
}

 

    这个例子中pipeline存在三个Stage，对于data_in,在stage2中会对根据data_in.payload的值展开相应的拍数(两个data_in有效数据确保有足够的间隔)，示例波形如下：

    可以看到，当data_in_payload为1时，data_out_payload输出一拍，数据为1.当data_in_payload为2时，data_out_payload输出两拍，数据分别为2，1.当data_in_payload为3时，data_out_payload输出三拍，数据分别为1，2，3.实现data_in.valid的扩展。

    附上仿真代码：

 

import spinal.core.sim._
object SpawnTestSim extends App{
  SimConfig.withFstWave.compile(SpawnTest()).doSim{dut=>
    dut.io.data_in.valid#=false
    dut.clockDomain.forkStimulus(10)
    dut.clockDomain.waitSampling(10)
    dut.io.data_in.valid#=true
    dut.io.data_in.payload#=1
    dut.clockDomain.waitSampling()
    dut.io.data_in.valid#=false
    for(index<-0 until 10){
      dut.io.data_in.payload#=index
      dut.clockDomain.waitSampling()
    }
    dut.io.data_in.valid#=true
    dut.io.data_in.payload#=2
    dut.clockDomain.waitSampling()
    dut.io.data_in.valid#=false
    for(index<-0 until 10){
      dut.io.data_in.payload#=index
      dut.clockDomain.waitSampling()
    }
    dut.io.data_in.valid#=true
    dut.io.data_in.payload#=3
    dut.clockDomain.waitSampling()
    dut.io.data_in.valid#=false
    for(index<-0 until 10){
      dut.io.data_in.payload#=index
      dut.clockDomain.waitSampling()
    }

  }
}

审核编辑：刘清