1 | #ifndef _FSM_H |
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2 | #define _FSM_H |
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3 | #include "systemc.h" |
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4 | #include "constants.h" |
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5 | |
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6 | #include <iostream> |
---|
7 | #include <fstream> |
---|
8 | #include <string> |
---|
9 | using namespace std; |
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10 | |
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11 | #define MEMNOP 0 |
---|
12 | #define MEMREAD 1 |
---|
13 | #define MEMWRITE 2 |
---|
14 | |
---|
15 | #define R_RS 0 |
---|
16 | #define R_RT 1 |
---|
17 | |
---|
18 | #define W_RT 0 |
---|
19 | #define W_RD 1 |
---|
20 | |
---|
21 | #define MUX_ADDR_AD 0 |
---|
22 | #define MUX_ADDR_PC 1 |
---|
23 | |
---|
24 | #define MUX_X_PC 0 |
---|
25 | #define MUX_X_RF 1 |
---|
26 | #define MUX_X_AD 2 |
---|
27 | #define MUX_X_DT 3 |
---|
28 | #define MUX_X_CST0 4 |
---|
29 | |
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30 | #define MUX_Y_CST0 0 |
---|
31 | #define MUX_Y_CST4 1 |
---|
32 | #define MUX_Y_AD 2 |
---|
33 | #define MUX_Y_SE32 3 |
---|
34 | #define MUX_Y_SHF2 4 |
---|
35 | #define MUX_Y_NSE32 5 |
---|
36 | |
---|
37 | #define ALU_OP_ADD 2 |
---|
38 | #define ALU_OP_SUB 6 |
---|
39 | #define ALU_OP_OR 7 |
---|
40 | |
---|
41 | #define S_RESET 0 |
---|
42 | #define S_PCPLUS4 1 |
---|
43 | #define S_LW1 2 |
---|
44 | #define S_LW2 3 |
---|
45 | #define S_LW3 4 |
---|
46 | #define S_SW1 5 |
---|
47 | #define S_SW2 6 |
---|
48 | #define S_SW3 7 |
---|
49 | #define S_ADDI1 8 |
---|
50 | #define S_ADDI2 9 |
---|
51 | |
---|
52 | SC_MODULE(fsm) |
---|
53 | { |
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54 | sc_in<bool> clk; |
---|
55 | sc_in<bool> reset; |
---|
56 | sc_in<sc_uint<32> > ir; |
---|
57 | sc_in<bool> zero; |
---|
58 | |
---|
59 | sc_out<bool> write_pc; |
---|
60 | sc_out<bool> mux_rf_w; |
---|
61 | sc_out<bool> write_rf; |
---|
62 | sc_out<bool> mux_rf_r; |
---|
63 | sc_out<bool> write_ad; |
---|
64 | sc_out<bool> write_dt; |
---|
65 | sc_out<bool> write_ir; |
---|
66 | sc_out<sc_uint<3> > mux_x; |
---|
67 | sc_out<sc_uint<3> > mux_y; |
---|
68 | sc_out<bool> mux_addr; |
---|
69 | sc_out<sc_uint<3> > alu_op; |
---|
70 | sc_out<sc_uint<2> > memrw; |
---|
71 | |
---|
72 | sc_signal<int> state,next_state; |
---|
73 | |
---|
74 | SC_CTOR(fsm) |
---|
75 | { |
---|
76 | |
---|
77 | SC_METHOD(mReg); |
---|
78 | sensitive << clk.pos(); |
---|
79 | SC_METHOD(mNextState); |
---|
80 | sensitive << state << ir << zero; |
---|
81 | SC_METHOD(mMooreOutputs); |
---|
82 | sensitive << state; |
---|
83 | } |
---|
84 | |
---|
85 | void mReg() |
---|
86 | { |
---|
87 | if (reset==0) |
---|
88 | state=S_RESET; |
---|
89 | else |
---|
90 | state=next_state; |
---|
91 | } |
---|
92 | |
---|
93 | void mNextState() |
---|
94 | { |
---|
95 | sc_uint<32> ir_value=ir.read(); |
---|
96 | switch (state) |
---|
97 | { |
---|
98 | case S_RESET: // 0 |
---|
99 | next_state=S_PCPLUS4; |
---|
100 | break; |
---|
101 | case S_PCPLUS4: // 1 |
---|
102 | if ((int)ir_value.range(31,26)==OP_LW) |
---|
103 | next_state=S_LW1; |
---|
104 | else if ((int)ir_value.range(31,26)==OP_SW) |
---|
105 | next_state=S_SW1; |
---|
106 | else if ((int)ir_value.range(31,26)==OP_ADDI) |
---|
107 | next_state=S_ADDI1; |
---|
108 | break; |
---|
109 | case S_LW1: //2 |
---|
110 | next_state=S_LW2; |
---|
111 | break; |
---|
112 | case S_LW2: //3 |
---|
113 | next_state=S_LW3; |
---|
114 | break; |
---|
115 | case S_LW3: //4 |
---|
116 | next_state=S_PCPLUS4; |
---|
117 | break; |
---|
118 | case S_SW1: |
---|
119 | next_state=S_SW2; |
---|
120 | break; |
---|
121 | case S_SW2: |
---|
122 | next_state=S_SW3; |
---|
123 | break; |
---|
124 | case S_SW3: |
---|
125 | next_state=S_PCPLUS4; |
---|
126 | break; |
---|
127 | case S_ADDI1: |
---|
128 | next_state=S_ADDI2; |
---|
129 | break; |
---|
130 | case S_ADDI2: |
---|
131 | next_state=S_PCPLUS4; |
---|
132 | break; |
---|
133 | default: |
---|
134 | cout << "Erreur dans la fonction mNextState de fsm" << endl ; |
---|
135 | exit(1); |
---|
136 | break; |
---|
137 | } |
---|
138 | } |
---|
139 | |
---|
140 | void mMooreOutputs() |
---|
141 | { |
---|
142 | sc_uint<32> ir_value=ir.read(); |
---|
143 | switch(state) |
---|
144 | { |
---|
145 | case S_RESET: |
---|
146 | write_pc=0; |
---|
147 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
148 | write_rf=0; |
---|
149 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
150 | write_ad=0; |
---|
151 | write_dt=0; |
---|
152 | write_ir=1; |
---|
153 | mux_x=MUX_X_CST0; |
---|
154 | mux_y=MUX_Y_CST0; |
---|
155 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
156 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
157 | memrw=MEMREAD; |
---|
158 | break; |
---|
159 | |
---|
160 | case S_PCPLUS4: |
---|
161 | write_pc=1; |
---|
162 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
163 | write_rf=0; |
---|
164 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
165 | write_ad=0; |
---|
166 | write_dt=0; |
---|
167 | write_ir=0; |
---|
168 | mux_x=MUX_X_PC; |
---|
169 | mux_y=MUX_Y_CST4; |
---|
170 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
171 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
172 | memrw=MEMNOP; |
---|
173 | break; |
---|
174 | |
---|
175 | case S_LW1: // RS+IMD16 -> AD |
---|
176 | write_pc=0; |
---|
177 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
178 | write_rf=0; |
---|
179 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
180 | write_ad=1; |
---|
181 | write_dt=0; |
---|
182 | write_ir=0; |
---|
183 | mux_x=MUX_X_RF; |
---|
184 | mux_y=MUX_Y_SE32; |
---|
185 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
186 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
187 | memrw=MEMNOP; |
---|
188 | break; |
---|
189 | |
---|
190 | case S_LW2: |
---|
191 | write_pc=0; |
---|
192 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
193 | write_rf=0; |
---|
194 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
195 | write_ad=0; |
---|
196 | write_dt=1; |
---|
197 | write_ir=0; |
---|
198 | mux_x=MUX_X_CST0; |
---|
199 | mux_y=MUX_Y_CST0; |
---|
200 | mux_addr=MUX_ADDR_AD; |
---|
201 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
202 | memrw=MEMREAD; |
---|
203 | break; |
---|
204 | |
---|
205 | case S_LW3: // DT -> R[20:16], MEM[PC]->IR |
---|
206 | write_pc=0; |
---|
207 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
208 | write_rf=1; |
---|
209 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
210 | write_ad=0; |
---|
211 | write_dt=0; |
---|
212 | write_ir=1; |
---|
213 | mux_x=MUX_X_DT; // DT |
---|
214 | mux_y=MUX_Y_CST0; //CST0 |
---|
215 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
216 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
217 | memrw=MEMREAD; |
---|
218 | break; |
---|
219 | |
---|
220 | case S_SW1: // RS+IMD16 -> AD |
---|
221 | write_pc=0; |
---|
222 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
223 | write_rf=0; |
---|
224 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
225 | write_ad=1; |
---|
226 | write_dt=0; |
---|
227 | write_ir=0; |
---|
228 | mux_x=MUX_X_RF; |
---|
229 | mux_y=MUX_Y_SE32; |
---|
230 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
231 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
232 | memrw=MEMNOP; |
---|
233 | break; |
---|
234 | |
---|
235 | case S_SW2: // R[20->16] -> MEM[AD] |
---|
236 | write_pc=0; |
---|
237 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
238 | write_rf=0; |
---|
239 | mux_rf_r=R_RT; |
---|
240 | write_ad=0; |
---|
241 | write_dt=0; |
---|
242 | write_ir=0; |
---|
243 | mux_x=MUX_X_RF; // RF |
---|
244 | mux_y=MUX_Y_CST0; // CST0 |
---|
245 | mux_addr=MUX_ADDR_AD; |
---|
246 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
247 | memrw=MEMWRITE; |
---|
248 | break; |
---|
249 | |
---|
250 | case S_SW3: // MEM[PC] -> IR |
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251 | write_pc=0; |
---|
252 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
253 | write_rf=0; |
---|
254 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
255 | write_ad=0; |
---|
256 | write_dt=0; |
---|
257 | write_ir=1; |
---|
258 | mux_x=MUX_X_CST0; // CST0 |
---|
259 | mux_y=MUX_Y_CST0; // CST0 |
---|
260 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
261 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
262 | memrw=MEMREAD; |
---|
263 | break; |
---|
264 | |
---|
265 | case S_ADDI1: |
---|
266 | write_pc=0; |
---|
267 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
268 | write_rf=0; |
---|
269 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
270 | write_ad=1; |
---|
271 | write_dt=0; |
---|
272 | write_ir=0; |
---|
273 | mux_x=MUX_X_RF; |
---|
274 | mux_y=MUX_Y_SE32; |
---|
275 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
276 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
277 | memrw=MEMNOP; |
---|
278 | break; |
---|
279 | |
---|
280 | case S_ADDI2: |
---|
281 | write_pc=0; |
---|
282 | mux_rf_w=W_RT; |
---|
283 | write_rf=1; |
---|
284 | mux_rf_r=R_RS; |
---|
285 | write_ad=0; |
---|
286 | write_dt=0; |
---|
287 | write_ir=1; |
---|
288 | mux_x=MUX_X_AD; |
---|
289 | mux_y=MUX_Y_CST0; |
---|
290 | mux_addr=MUX_ADDR_PC; |
---|
291 | alu_op=ALU_OP_ADD; |
---|
292 | memrw=MEMREAD; |
---|
293 | break; |
---|
294 | default: |
---|
295 | cout << "Erreur dans la fonction mMooreOutputs de fsm" << endl ; |
---|
296 | exit(1); |
---|
297 | break; |
---|
298 | } |
---|
299 | } |
---|
300 | }; |
---|
301 | #endif |
---|