kernel/mem: Add functions to emulate read port enable/init/reset signals.
authorMarcelina Kościelnicka <mwk@0x04.net>
Thu, 27 Jan 2022 15:08:33 +0000 (16:08 +0100)
committerMarcelina Kościelnicka <mwk@0x04.net>
Thu, 27 Jan 2022 18:28:07 +0000 (19:28 +0100)
kernel/mem.cc
kernel/mem.h

index 96168ff76b3949aae086b7c8f353a1bd471197ff..92fe1051d65163cd787bd971a3cbaf050a7fa60b 100644 (file)
@@ -1352,3 +1352,211 @@ void Mem::widen_wr_port(int idx, int wide_log2) {
                port.wide_log2 = wide_log2;
        }
 }
+
+void Mem::emulate_rden(int idx, FfInitVals *initvals) {
+       auto &port = rd_ports[idx];
+       log_assert(port.clk_enable);
+       emulate_rd_ce_over_srst(idx);
+       Wire *new_data = module->addWire(NEW_ID, GetSize(port.data));
+       Wire *prev_data = module->addWire(NEW_ID, GetSize(port.data));
+       Wire *sel = module->addWire(NEW_ID);
+       FfData ff_sel(module, initvals, NEW_ID);
+       FfData ff_data(module, initvals, NEW_ID);
+       ff_sel.width = 1;
+       ff_sel.has_clk = true;
+       ff_sel.sig_clk = port.clk;
+       ff_sel.pol_clk = port.clk_polarity;
+       ff_sel.sig_d = port.en;
+       ff_sel.sig_q = sel;
+       ff_data.width = GetSize(port.data);
+       ff_data.has_clk = true;
+       ff_data.sig_clk = port.clk;
+       ff_data.pol_clk = port.clk_polarity;
+       ff_data.sig_d = port.data;
+       ff_data.sig_q = prev_data;
+       if (!port.init_value.is_fully_undef()) {
+               ff_sel.val_init = State::S0;
+               ff_data.val_init = port.init_value;
+               port.init_value = Const(State::Sx, GetSize(port.data));
+       } else {
+               ff_sel.val_init = State::Sx;
+               ff_data.val_init = Const(State::Sx, GetSize(port.data));
+       }
+       if (port.arst != State::S0) {
+               ff_sel.has_arst = true;
+               ff_sel.val_arst = State::S0;
+               ff_sel.sig_arst = port.arst;
+               ff_sel.pol_arst = true;
+               ff_data.has_arst = true;
+               ff_data.val_arst = port.arst_value;
+               ff_data.sig_arst = port.arst;
+               ff_data.pol_arst = true;
+               port.arst = State::S0;
+       }
+       if (port.srst != State::S0) {
+               log_assert(!port.ce_over_srst);
+               ff_sel.has_srst = true;
+               ff_sel.val_srst = State::S0;
+               ff_sel.sig_srst = port.srst;
+               ff_sel.pol_srst = true;
+               ff_sel.ce_over_srst = false;
+               ff_data.has_srst = true;
+               ff_data.val_srst = port.srst_value;
+               ff_data.sig_srst = port.srst;
+               ff_data.pol_srst = true;
+               ff_data.ce_over_srst = false;
+               port.srst = State::S0;
+       }
+       ff_sel.emit();
+       ff_data.emit();
+       module->addMux(NEW_ID, prev_data, new_data, sel, port.data);
+       port.data = new_data;
+       port.en = State::S1;
+}
+
+void Mem::emulate_reset(int idx, bool emu_init, bool emu_arst, bool emu_srst, FfInitVals *initvals) {
+       auto &port = rd_ports[idx];
+       if (emu_init && !port.init_value.is_fully_undef()) {
+               Wire *sel = module->addWire(NEW_ID);
+               FfData ff_sel(module, initvals, NEW_ID);
+               Wire *new_data = module->addWire(NEW_ID, GetSize(port.data));
+               ff_sel.width = 1;
+               ff_sel.has_clk = true;
+               ff_sel.sig_clk = port.clk;
+               ff_sel.pol_clk = port.clk_polarity;
+               ff_sel.sig_d = State::S1;
+               ff_sel.sig_q = sel;
+               ff_sel.val_init = State::S0;
+               if (port.en != State::S1) {
+                       ff_sel.has_ce = true;
+                       ff_sel.sig_ce = port.en;
+                       ff_sel.pol_ce = true;
+                       ff_sel.ce_over_srst = port.ce_over_srst;
+               }
+               if (port.arst != State::S0) {
+                       ff_sel.has_arst = true;
+                       ff_sel.sig_arst = port.arst;
+                       ff_sel.pol_arst = true;
+                       if (emu_arst && port.arst_value == port.init_value) {
+                               // If we're going to emulate async reset anyway, and the reset
+                               // value is the same as init value, reuse the same mux.
+                               ff_sel.val_arst = State::S0;
+                               port.arst = State::S0;
+                       } else {
+                               ff_sel.val_arst = State::S1;
+                       }
+               }
+               if (port.srst != State::S0) {
+                       ff_sel.has_srst = true;
+                       ff_sel.sig_srst = port.srst;
+                       ff_sel.pol_srst = true;
+                       if (emu_srst && port.srst_value == port.init_value) {
+                               ff_sel.val_srst = State::S0;
+                               port.srst = State::S0;
+                       } else {
+                               ff_sel.val_srst = State::S1;
+                       }
+               }
+               ff_sel.emit();
+               module->addMux(NEW_ID, port.init_value, new_data, sel, port.data);
+               port.data = new_data;
+               port.init_value = Const(State::Sx, GetSize(port.data));
+       }
+       if (emu_arst && port.arst != State::S0) {
+               Wire *sel = module->addWire(NEW_ID);
+               FfData ff_sel(module, initvals, NEW_ID);
+               Wire *new_data = module->addWire(NEW_ID, GetSize(port.data));
+               ff_sel.width = 1;
+               ff_sel.has_clk = true;
+               ff_sel.sig_clk = port.clk;
+               ff_sel.pol_clk = port.clk_polarity;
+               ff_sel.sig_d = State::S1;
+               ff_sel.sig_q = sel;
+               if (port.init_value.is_fully_undef())
+                       ff_sel.val_init = State::Sx;
+               else
+                       ff_sel.val_init = State::S1;
+               if (port.en != State::S1) {
+                       ff_sel.has_ce = true;
+                       ff_sel.sig_ce = port.en;
+                       ff_sel.pol_ce = true;
+                       ff_sel.ce_over_srst = port.ce_over_srst;
+               }
+               ff_sel.has_arst = true;
+               ff_sel.sig_arst = port.arst;
+               ff_sel.pol_arst = true;
+               ff_sel.val_arst = State::S0;
+               if (port.srst != State::S0) {
+                       ff_sel.has_srst = true;
+                       ff_sel.sig_srst = port.srst;
+                       ff_sel.pol_srst = true;
+                       if (emu_srst && port.srst_value == port.arst_value) {
+                               ff_sel.val_srst = State::S0;
+                               port.srst = State::S0;
+                       } else {
+                               ff_sel.val_srst = State::S1;
+                       }
+               }
+               ff_sel.emit();
+               module->addMux(NEW_ID, port.arst_value, new_data, sel, port.data);
+               port.data = new_data;
+               port.arst = State::S0;
+       }
+       if (emu_srst && port.srst != State::S0) {
+               Wire *sel = module->addWire(NEW_ID);
+               FfData ff_sel(module, initvals, NEW_ID);
+               Wire *new_data = module->addWire(NEW_ID, GetSize(port.data));
+               ff_sel.width = 1;
+               ff_sel.has_clk = true;
+               ff_sel.sig_clk = port.clk;
+               ff_sel.pol_clk = port.clk_polarity;
+               ff_sel.sig_d = State::S1;
+               ff_sel.sig_q = sel;
+               if (port.init_value.is_fully_undef())
+                       ff_sel.val_init = State::Sx;
+               else
+                       ff_sel.val_init = State::S1;
+               if (port.en != State::S1) {
+                       ff_sel.has_ce = true;
+                       ff_sel.sig_ce = port.en;
+                       ff_sel.pol_ce = true;
+                       ff_sel.ce_over_srst = port.ce_over_srst;
+               }
+               ff_sel.has_srst = true;
+               ff_sel.sig_srst = port.srst;
+               ff_sel.pol_srst = true;
+               ff_sel.val_srst = State::S0;
+               if (port.arst != State::S0) {
+                       ff_sel.has_arst = true;
+                       ff_sel.sig_arst = port.arst;
+                       ff_sel.pol_arst = true;
+                       ff_sel.val_arst = State::S1;
+               }
+               ff_sel.emit();
+               module->addMux(NEW_ID, port.srst_value, new_data, sel, port.data);
+               port.data = new_data;
+               port.srst = State::S0;
+       }
+}
+
+void Mem::emulate_rd_ce_over_srst(int idx) {
+       auto &port = rd_ports[idx];
+       log_assert(port.clk_enable);
+       if (port.en == State::S1 || port.srst == State::S0 || !port.ce_over_srst) {
+               port.ce_over_srst = false;
+               return;
+       }
+       port.ce_over_srst = false;
+       port.srst = module->And(NEW_ID, port.en, port.srst);
+}
+
+void Mem::emulate_rd_srst_over_ce(int idx) {
+       auto &port = rd_ports[idx];
+       log_assert(port.clk_enable);
+       if (port.en == State::S1 || port.srst == State::S0 || port.ce_over_srst) {
+               port.ce_over_srst = true;
+               return;
+       }
+       port.ce_over_srst = true;
+       port.en = module->Or(NEW_ID, port.en, port.srst);
+}
index 87a148bebdda5d20c0eac2e275b8bdf580486375..4d0a1d702601e336b659904f893204957964bd84 100644 (file)
@@ -191,6 +191,24 @@ struct Mem : RTLIL::AttrObject {
        // original address.
        void widen_wr_port(int idx, int wide_log2);
 
+       // Emulates a sync read port's enable functionality in soft logic,
+       // changing the actual read port's enable to be always-on.
+       void emulate_rden(int idx, FfInitVals *initvals);
+
+       // Emulates a sync read port's initial/reset value functionality in
+       // soft logic, removing it from the actual read port.
+       void emulate_reset(int idx, bool emu_init, bool emu_arst, bool emu_srst, FfInitVals *initvals);
+
+       // Given a read port with ce_over_srst set, converts it to a port
+       // with ce_over_srst unset without changing its behavior by adding
+       // emulation logic.
+       void emulate_rd_ce_over_srst(int idx);
+
+       // Given a read port with ce_over_srst unset, converts it to a port
+       // with ce_over_srst set without changing its behavior by adding
+       // emulation logic.
+       void emulate_rd_srst_over_ce(int idx);
+
        Mem(Module *module, IdString memid, int width, int start_offset, int size) : module(module), memid(memid), packed(false), mem(nullptr), cell(nullptr), width(width), start_offset(start_offset), size(size) {}
 };