Rocket – decode – 解码单个信号

https://mp.weixin.qq.com/s/0D_NaeBEZX5LBQRdCz2seQ  介绍解码单个信号逻辑的实现。  1. 单个信号 每个指令对应了一组信号，每个信号对应了一个解码逻辑。 如BNE指令对应的信号如下：​​ 各个信号的含义如下：​​ 每个信号都是一个BitPat，位宽不定，并非只有一位：​​ 事实上是每个信号的每一位对应了一个解码逻辑，每一次只解出一位。 2. generator 生成解码逻辑的代码（generator）定义于DecodeLogic对象中，如下（已做重构）：​​ 1) addr即是inst，也就是指令本身；2) default为默认值；3) 调用term方法把default转换为项（Term类的实例，如最小项或最大项）: val dTerm = term(default)4) 把映射表mapping解为一组keys和一组values：val (keys, values) = mapping.unzip5) 分别求出keys和values的最大宽度：​​6) 把keys和values转变成为Term：​​ 7) 检查kTerms是否存在重叠的情况，即各个指令的编码是否存在重叠的情况：​​ 执行示例如下：​​​​ intersects实现如下：​​ (value ^ x.value) &~ mask &~ x.mask 可以转换为更容易理解的形式：(value ^ x.value) & (~mask) & (~x.mask)a. (~mask) & (~x.mask)意为：this和x共同的变量；b. (value ^ x.value) & (~mask) & (~x.mask)意为：this和x共同的变量值都相同； 8) 逐个解出信号value的每一位：(0 until vMaxWidth).map(…)，然后组合成为所对应的信号：Cat(…) 因为前者LSB在前，后者MSB在前，所以需要使用reverse逆序。  3. 解码单个位 先提一下项（Term）的mask中为1的位对应的变量为忽略（dont care）的变量，其对应的位在value中的值为0。mask中为0的位对应的变量为项（最大项、最小项）中包含的变量，其对应的位在value中的值可以为0或1。 如由四个变量（A/B/C/D）组成的项AB，则AB对应的mask位为0，CD对应的mask位为1。 生成解码单个位的逻辑的代码如下：​​ 1) 取出最小项 ​​ k对应的为key，即指令编码；t对应的为要解码的信号； mint即minTerms，即信号的第i位为1的key的集合，也就是指令的集合。  2) 取出最大项 ​​ maxt即maxTerms，即信号的第i为为0的key的集合，也是指令的集合。 之所以称为maxTerms，是因为其对应的值为0，与minTerms对应的值1相反。根据反演律亦即德摩根定律，最小项取反即为最大项。 3) 取出无关项 ​​ mask为1的变量为无关项。  4) 根据默认值选择要参与解码的项 译码的结果有三种：a. 0b. 1c. x/dc，不关心 默认值为其中一种，则只需要把 要解码的指令 到 另外两种解码结果的指令集合 中查找即可。 a. 默认值为不关心：((dTerm.mask >> i) & 1) != 0 使用minTerms和maxTerms进行查找：​​ SimplifyDC使用类似卡诺图化简的方法进行化简，返回Seq[Term]。logic中生成逐个比较并返回的逻辑。 b. 默认值为0：val dBit = (dTerm.value.toInt >> i) & 1 默认值dBit=0，使用minTerms和dc进行查找：​​ bit为查找结果，找到为1，找不到为0，即默认值。与译码结果一致。 c. 默认值为1：val dBit = (dTerm.value.toInt >> i) & 1 默认值dBit=1, 使用maxTerms和dc进行查找：​​bit为查找结果，找到为1，找不到为0。与译码结果相反，需要取反。 4. logic ​​ 把addr与terms中的所有项逐个比对，返回比对结果。  5. term ​​ term方法把BitPat，转换为Term。 a. Term的值即为BitPat的值；b. Term的mask为BitPat的mask取反； mask补码 = 2^n – mask = ~mask + 1即：~mask = 2^n – mask – 1 = 2^n – (mask + 1)