Re: [libre-riscv-dev] cache SRAM organisation
authorStaf Verhaegen <staf@fibraservi.eu>
Thu, 26 Mar 2020 12:18:53 +0000 (13:18 +0100)
committerlibre-riscv-dev <libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org>
Thu, 26 Mar 2020 12:18:59 +0000 (12:18 +0000)
ed/598b014a04c4c101eab61cba5dd4865a6e37ce [new file with mode: 0644]

diff --git a/ed/598b014a04c4c101eab61cba5dd4865a6e37ce b/ed/598b014a04c4c101eab61cba5dd4865a6e37ce
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2a28705
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,141 @@
+Return-path: <libre-riscv-dev-bounces@lists.libre-riscv.org>
+Envelope-to: publicinbox@libre-riscv.org
+Delivery-date: Thu, 26 Mar 2020 12:19:01 +0000
+Received: from localhost ([::1] helo=libre-riscv.org)
+       by libre-riscv.org with esmtp (Exim 4.89)
+       (envelope-from <libre-riscv-dev-bounces@lists.libre-riscv.org>)
+       id 1jHRTP-0005nQ-Va; Thu, 26 Mar 2020 12:18:59 +0000
+Received: from vps2.stafverhaegen.be ([85.10.201.15])
+ by libre-riscv.org with esmtp (Exim 4.89)
+ (envelope-from <staf@fibraservi.eu>) id 1jHRTO-0005nK-AE
+ for libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org; Thu, 26 Mar 2020 12:18:58 +0000
+Received: from hpdc7800 (hpdc7800 [10.0.0.1])
+ by vps2.stafverhaegen.be (Postfix) with ESMTP id 9FFAC11C05B7
+ for <libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org>;
+ Thu, 26 Mar 2020 13:18:57 +0100 (CET)
+Message-ID: <db557324bcb76a999d8f66c75b9319974a1a1e08.camel@fibraservi.eu>
+From: Staf Verhaegen <staf@fibraservi.eu>
+To: libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org
+Date: Thu, 26 Mar 2020 13:18:53 +0100
+In-Reply-To: <CAPweEDxiyTEsneXN65Kq0HsEsdL3wdY=NYayq2tz5egXJNCVfg@mail.gmail.com>
+References: <CAPweEDx5QCCKxSr1gfuyuw_2D68Ld8fK85bEmmMTZi8S3w2E9g@mail.gmail.com>
+ <29b1a9ecedda151dc9c8da6516c3691dfede62ef.camel@fibraservi.eu>
+ <CAPweEDwfqMczPjg=5Fvt1J_S8nx1YK44XhyBY8H1abuTNF6=xg@mail.gmail.com>
+ <6fa40cb78b3f8c013ca4953ccb4daa5c23e3b501.camel@fibraservi.eu>
+ <CAPweEDxiyTEsneXN65Kq0HsEsdL3wdY=NYayq2tz5egXJNCVfg@mail.gmail.com>
+Organization: FibraServi bvba
+X-Mailer: Evolution 3.28.5 (3.28.5-5.el7) 
+Mime-Version: 1.0
+X-Content-Filtered-By: Mailman/MimeDel 2.1.23
+Subject: Re: [libre-riscv-dev] cache SRAM organisation
+X-BeenThere: libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org
+X-Mailman-Version: 2.1.23
+Precedence: list
+List-Id: Libre-RISCV General Development
+ <libre-riscv-dev.lists.libre-riscv.org>
+List-Unsubscribe: <http://lists.libre-riscv.org/mailman/options/libre-riscv-dev>, 
+ <mailto:libre-riscv-dev-request@lists.libre-riscv.org?subject=unsubscribe>
+List-Archive: <http://lists.libre-riscv.org/pipermail/libre-riscv-dev/>
+List-Post: <mailto:libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org>
+List-Help: <mailto:libre-riscv-dev-request@lists.libre-riscv.org?subject=help>
+List-Subscribe: <http://lists.libre-riscv.org/mailman/listinfo/libre-riscv-dev>, 
+ <mailto:libre-riscv-dev-request@lists.libre-riscv.org?subject=subscribe>
+Reply-To: Libre-RISCV General Development
+ <libre-riscv-dev@lists.libre-riscv.org>
+Content-Type: multipart/mixed; boundary="===============2305731690204497899=="
+Errors-To: libre-riscv-dev-bounces@lists.libre-riscv.org
+Sender: "libre-riscv-dev" <libre-riscv-dev-bounces@lists.libre-riscv.org>
+
+
+--===============2305731690204497899==
+Content-Type: multipart/signed; micalg="pgp-sha1"; protocol="application/pgp-signature";
+       boundary="=-ikvahZFcA7Cn0qEbbFmM"
+
+
+--=-ikvahZFcA7Cn0qEbbFmM
+Content-Type: text/plain; charset="UTF-8"
+Content-Transfer-Encoding: quoted-printable
+
+Luke Kenneth Casson Leighton schreef op wo 25-03-2020 om 15:53 [+0000]:
+> On Wed, Mar 25, 2020 at 1:46 PM Staf Verhaegen <staf@fibraservi.eu> wrote=
+:
+>=20
+> > > this because it turns out that asynchronous SRAM can act, when used i=
+n aRegister File, as if it was a (separate) Register Bypass / ForwardingPor=
+t.  with the Out-of-Order Engine being a huge cyclic feedback loopbetween A=
+LUs and RegFile, clock delays are an impediment, and havingcompletely separ=
+ate (extra) Regfile Bypass ports dramatically increases thenumber of wires =
+and Multiplexers.
+> >=20
+> > Could detail more on how the adress, data and output signals of this as=
+ynchronous block would be used and switched between synchronous and asynchr=
+onous functioning. To me it seems that it would just place of the multiplex=
+ers, not the amount.
+>=20
+> ok i will try to outine it, there is quite a lot of detail, i apologise.
+> it's basically the "pass-through" system used in nmigen FIFOs, and the"sy=
+nchronous" mode of nmigen Memory.  the requirements are: what iswritten has=
+ to be available *combinatorially* - i.e. on the same clockcycle - if simul=
+taneously read via another port.
+> now, yes i took note that this is not supposed to be permitted: you'renot=
+ normally permitted to be able to read *and* write to an SRAM cellat the sa=
+me time.  however, that's exactly what we need.
+
+You seem to mixing up two different concepts, e.g. synchronicity and write-=
+through. Synchronous means signals are synced with an edge of a (clock) sig=
+nal. SRAM write-through means that after a write operation you also get on =
+the Q output the data you have just written. These two concepts are orthogo=
+nal to each other.
+The current synchronous SRAM being developed will most likely have write-th=
+rough behavior; will be confirmed before May test chip tape-out. It will ca=
+use delay on the signal though. I need to check if it has changed but in th=
+e OpenRAM 0.35um test tape-out I did the address and data input was latched=
+ on rising edge and the Q output was updated on falling edge of the clock. =
+So the delay on the Q output is half a clock cycle plus the internal delay =
+on the output latch enable signal.
+So if timing of the write-through is critical it is still best to still inc=
+lude MUXs as said in Jacob's reply to allow the bypass ofsignal. I have see=
+n SRAM that did include a AWT (asynchronous write through) but this just mo=
+ved the MUXs inside the SRAM block and also adds them if you don't need thi=
+s AWT. So I would like to keep these MUX be added added externally is neede=
+d.
+In theory on a single port SRAM
+> a workaround (fallback position) is, we use DFF latches.  i created a"byp=
+ass latch" function which creates DFF latches with such acombinatorial bypa=
+ss: we actually use them quite a lot (includingbetween pipeline stages so t=
+hat we can programmatically cut the numberof pipeline stages in half at the=
+ flick of a switch).
+> however for the Register File we would not "switch" betweensynchronous / =
+asynchronous mode.  the reason why we need thesynchronous mode is because s=
+ome Function Units will be sitting idle,waiting for their input operands, w=
+hich have to come from otherFunction Units as "results".
+
+I can understand you do this to implement functional units with configurabl=
+e pipeline length but I would strongly discourage to pipeline register file=
+s after each other . If the latter is excluded would you still need an asyn=
+chronous RAM block ?
+
+greets,
+Staf.
+
+
+
+--=-ikvahZFcA7Cn0qEbbFmM--
+
+
+
+--===============2305731690204497899==
+Content-Type: text/plain; charset="utf-8"
+MIME-Version: 1.0
+Content-Transfer-Encoding: base64
+Content-Disposition: inline
+
+X19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX19fX18KbGlicmUtcmlz
+Y3YtZGV2IG1haWxpbmcgbGlzdApsaWJyZS1yaXNjdi1kZXZAbGlzdHMubGlicmUtcmlzY3Yub3Jn
+Cmh0dHA6Ly9saXN0cy5saWJyZS1yaXNjdi5vcmcvbWFpbG1hbi9saXN0aW5mby9saWJyZS1yaXNj
+di1kZXYK
+
+--===============2305731690204497899==--
+
+
+