diff options
Diffstat (limited to 'techlibs/common/simlib.v')
| -rw-r--r-- | techlibs/common/simlib.v | 244 |
1 files changed, 236 insertions, 8 deletions
diff --git a/techlibs/common/simlib.v b/techlibs/common/simlib.v index 276503fe8..7845a3fed 100644 --- a/techlibs/common/simlib.v +++ b/techlibs/common/simlib.v @@ -532,14 +532,26 @@ endmodule // -------------------------------------------------------- +// |---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---| +//- +//- $lcu (P, G, CI, CO) +//- +//- Lookahead carry unit +//- A building block dedicated to fast computation of carry-bits used in binary +//- arithmetic operations. By replacing the ripple carry structure used in full-adder +//- blocks, the more significant bits of the sum can be expected to be computed more +//- quickly. +//- Typically created during `techmap` of $alu cells (see the "_90_alu" rule in +//- +/techmap.v). module \$lcu (P, G, CI, CO); parameter WIDTH = 1; -input [WIDTH-1:0] P, G; -input CI; +input [WIDTH-1:0] P; // Propagate +input [WIDTH-1:0] G; // Generate +input CI; // Carry-in -output reg [WIDTH-1:0] CO; +output reg [WIDTH-1:0] CO; // Carry-out integer i; always @* begin @@ -555,6 +567,17 @@ endmodule // -------------------------------------------------------- +// |---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---|---v---| +//- +//- $alu (A, B, CI, BI, X, Y, CO) +//- +//- Arithmetic logic unit. +//- A building block supporting both binary addition/subtraction operations, and +//- indirectly, comparison operations. +//- Typically created by the `alumacc` pass, which transforms: +//- $add, $sub, $lt, $le, $ge, $gt, $eq, $eqx, $ne, $nex +//- cells into this $alu cell. +//- module \$alu (A, B, CI, BI, X, Y, CO); parameter A_SIGNED = 0; @@ -563,12 +586,16 @@ parameter A_WIDTH = 1; parameter B_WIDTH = 1; parameter Y_WIDTH = 1; -input [A_WIDTH-1:0] A; -input [B_WIDTH-1:0] B; -output [Y_WIDTH-1:0] X, Y; +input [A_WIDTH-1:0] A; // Input operand +input [B_WIDTH-1:0] B; // Input operand +output [Y_WIDTH-1:0] X; // A xor B (sign-extended, optional B inversion, + // used in combination with + // reduction-AND for $eq/$ne ops) +output [Y_WIDTH-1:0] Y; // Sum -input CI, BI; -output [Y_WIDTH-1:0] CO; +input CI; // Carry-in (set for $sub) +input BI; // Invert-B (set for $sub) +output [Y_WIDTH-1:0] CO; // Carry-out wire [Y_WIDTH-1:0] AA, BB; @@ -584,6 +611,7 @@ endgenerate wire y_co_undef = ^{A, A, B, B, CI, CI, BI, BI}; assign X = AA ^ BB; +// Full adder assign Y = (AA + BB + CI) ^ {Y_WIDTH{y_co_undef}}; function get_carry; @@ -1271,6 +1299,181 @@ endmodule // -------------------------------------------------------- +module \$specify2 (EN, SRC, DST); + +parameter FULL = 0; +parameter SRC_WIDTH = 1; +parameter DST_WIDTH = 1; + +parameter SRC_DST_PEN = 0; +parameter SRC_DST_POL = 0; + +parameter T_RISE_MIN = 0; +parameter T_RISE_TYP = 0; +parameter T_RISE_MAX = 0; + +parameter T_FALL_MIN = 0; +parameter T_FALL_TYP = 0; +parameter T_FALL_MAX = 0; + +input EN; +input [SRC_WIDTH-1:0] SRC; +input [DST_WIDTH-1:0] DST; + +localparam SD = SRC_DST_PEN ? (SRC_DST_POL ? 1 : 2) : 0; + +`ifdef SIMLIB_SPECIFY +specify + if (EN && SD==0 && !FULL) (SRC => DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && SD==0 && FULL) (SRC *> DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && SD==1 && !FULL) (SRC +=> DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && SD==1 && FULL) (SRC +*> DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && SD==2 && !FULL) (SRC -=> DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && SD==2 && FULL) (SRC -*> DST) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); +endspecify +`endif + +endmodule + +// -------------------------------------------------------- + +module \$specify3 (EN, SRC, DST, DAT); + +parameter FULL = 0; +parameter SRC_WIDTH = 1; +parameter DST_WIDTH = 1; + +parameter EDGE_EN = 0; +parameter EDGE_POL = 0; + +parameter SRC_DST_PEN = 0; +parameter SRC_DST_POL = 0; + +parameter DAT_DST_PEN = 0; +parameter DAT_DST_POL = 0; + +parameter T_RISE_MIN = 0; +parameter T_RISE_TYP = 0; +parameter T_RISE_MAX = 0; + +parameter T_FALL_MIN = 0; +parameter T_FALL_TYP = 0; +parameter T_FALL_MAX = 0; + +input EN; +input [SRC_WIDTH-1:0] SRC; +input [DST_WIDTH-1:0] DST, DAT; + +localparam ED = EDGE_EN ? (EDGE_POL ? 1 : 2) : 0; +localparam SD = SRC_DST_PEN ? (SRC_DST_POL ? 1 : 2) : 0; +localparam DD = DAT_DST_PEN ? (DAT_DST_POL ? 1 : 2) : 0; + +`ifdef SIMLIB_SPECIFY +specify + // DD=0 + + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==0 && !FULL) ( SRC => (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==0 && FULL) ( SRC *> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC => (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==1 && FULL) (posedge SRC *> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC => (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==0 && ED==2 && FULL) (negedge SRC *> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==0 && !FULL) ( SRC +=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==0 && FULL) ( SRC +*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC +=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==1 && FULL) (posedge SRC +*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC +=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==1 && ED==2 && FULL) (negedge SRC +*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==0 && !FULL) ( SRC -=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==0 && FULL) ( SRC -*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC -=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==1 && FULL) (posedge SRC -*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC -=> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==0 && SD==2 && ED==2 && FULL) (negedge SRC -*> (DST : DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + // DD=1 + + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==0 && !FULL) ( SRC => (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==0 && FULL) ( SRC *> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC => (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==1 && FULL) (posedge SRC *> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC => (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==0 && ED==2 && FULL) (negedge SRC *> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==0 && !FULL) ( SRC +=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==0 && FULL) ( SRC +*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC +=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==1 && FULL) (posedge SRC +*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC +=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==1 && ED==2 && FULL) (negedge SRC +*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==0 && !FULL) ( SRC -=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==0 && FULL) ( SRC -*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC -=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==1 && FULL) (posedge SRC -*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC -=> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==1 && SD==2 && ED==2 && FULL) (negedge SRC -*> (DST +: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + // DD=2 + + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==0 && !FULL) ( SRC => (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==0 && FULL) ( SRC *> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC => (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==1 && FULL) (posedge SRC *> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC => (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==0 && ED==2 && FULL) (negedge SRC *> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==0 && !FULL) ( SRC +=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==0 && FULL) ( SRC +*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC +=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==1 && FULL) (posedge SRC +*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC +=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==1 && ED==2 && FULL) (negedge SRC +*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==0 && !FULL) ( SRC -=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==0 && FULL) ( SRC -*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==1 && !FULL) (posedge SRC -=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==1 && FULL) (posedge SRC -*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==2 && !FULL) (negedge SRC -=> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); + if (EN && DD==2 && SD==2 && ED==2 && FULL) (negedge SRC -*> (DST -: DAT)) = (T_RISE_MIN:T_RISE_TYP:T_RISE_MAX, T_FALL_MIN:T_FALL_TYP:T_FALL_MAX); +endspecify +`endif + +endmodule + +// -------------------------------------------------------- + +module \$specrule (EN_SRC, EN_DST, SRC, DST); + +parameter TYPE = ""; +parameter T_LIMIT = 0; +parameter T_LIMIT2 = 0; + +parameter SRC_WIDTH = 1; +parameter DST_WIDTH = 1; + +parameter SRC_PEN = 0; +parameter SRC_POL = 0; + +parameter DST_PEN = 0; +parameter DST_POL = 0; + +input EN_SRC, EN_DST; +input [SRC_WIDTH-1:0] SRC; +input [DST_WIDTH-1:0] DST; + +`ifdef SIMLIB_SPECIFY +specify + // TBD +endspecify +`endif + +endmodule + +// -------------------------------------------------------- + module \$assert (A, EN); input A, EN; @@ -1370,6 +1573,30 @@ endmodule // -------------------------------------------------------- +module \$allconst (Y); + +parameter WIDTH = 0; + +output [WIDTH-1:0] Y; + +assign Y = 'bx; + +endmodule + +// -------------------------------------------------------- + +module \$allseq (Y); + +parameter WIDTH = 0; + +output [WIDTH-1:0] Y; + +assign Y = 'bx; + +endmodule + +// -------------------------------------------------------- + module \$equiv (A, B, Y); input A, B; @@ -1839,4 +2066,5 @@ end endmodule `endif + // -------------------------------------------------------- |