pipeline高端玩法—优先级介绍

在前面的系列文章中，已基本阐述了Pipeline中的用法，本篇做个总结，重点针各方法的优先级

》last Win    

 无论是SystemVerilog还是SpinalHDL,都有Last valid assignment wins的语法特征。如在SpinalHDL-Doc中所描述：

 

// Every clock cycle evaluation starts here
val paramIsFalse = false
val x, y = Bool() // Define two combinational signals
val result = UInt(8 bits) // Define a combinational signal

result := 1
when(x) {
  result := 2
  when(y) {
    result := 3
  }
}
if(paramIsFalse) { // This assignment should win as it is last, but it was never elaborated
  result := 4      // into hardware due to the use of if() and it evaluating to false at the time
}

 

    对应的真值表是：

    那么在使用pipeline中，你可能会这么来写：

 

when(cond1){
 haltIt()
}
when(cond2){
 spawnIt()
}

 

    参照上面所述的Last valid assignment wins的语法特征，你可能认为spawnIt的优先级是高于haltIt的～

    然而，并非如此。

    Pipeline的构建并不是我们在直接构建，而是我们描述了流水线的规则之后交由Pipeline的build函数来搭建起整个的流水线结构。既然不是我们直接搭建电路，那么就要注意下在流水线构建过程中这些方法的优先级了。

    回到Pipeline的组成结构：

    Pipeline包含Stage和Connection两大主体。在Pipeline的build构建中，分别对应了Internal Connection及InInterconnect Connection两部分。

》Internal Connection中的优先级

    来看下在Pipeline中关于Internal Connection的处理：

    在之前的文章系列中已基本分析了每个小单元的用法(forks暂时不考虑)。对于每一级Stage，默认情况下Stage的output端口和input端口是直连的。而后自上到下对应的API处理分别是：

spawnIt

flushIt(root为true)

throwIt(root为true)

haltIt

    按照Last valid assignment wins的原则，那么上面对应的API则是优先级从高到低的。

》Interconnect Connection中的优先级

    这里还是以Pipeline中常用的M2S为例来看待Interconnect Connection中的处理方式：

    这里我们要区分来看：

m.ready存在(对应前一级Stage的output.ready)

m.ready不存在

    先来看m.ready不存在的场景。当m.ready不存在时，上面的处理流程牵涉到的API有：

flushIt(line30)

flushNext(line31)

    按照Last valid assignment wins的原则，那么上面对应的API则是优先级从高到低的。

    而当m.ready存在时，则牵涉到的API有：

throwIt(line19)

flushIt(line 30)

flushNext(line 31)

    按照Last valid assignment wins的原则，那么上面对应的API则是优先级从高到低的。

》写在最后

    对于SpinalHDL Pipeline这个“勇者的游戏”系列，至此基本总结的差不多了。写文章相比于看代码还是要费事一些。对于Pipeline这个系列，最开始驱使我去研究来源于想对Cache的了解，看着dolu的代码如看天书。不得不说Pipeline的这个设计简直“惊为天人”！对于逻辑设计来讲无非两大核心：状态机，流水线。在看Pipeline之前觉得这个Lib真抽象，真正看完分析后觉得真香，之前自己的设计简直太Low了，这里简直把高效描述电路发挥到了极致～

    






审核编辑：刘清