写一个有clk、rst、PCF、PC_Branch、PC_Next、WE、IsValid、IsBranch、PredictPC信号的32位分支目标缓冲器
时间: 2023-07-04 17:06:03 浏览: 49
以下是一个基本的32位分支目标缓冲器的Verilog代码,其中包括了CLK、RST、PCF、PC_Branch、PC_Next、WE、IsValid、IsBranch和PredictPC信号:
```verilog
module branch_target_buffer (
input CLK,
input RST,
input [31:0] PCF,
input [31:0] PC_Branch,
input [31:0] PC_Next,
input WE,
input IsValid,
input IsBranch,
input [31:0] PredictPC,
output reg [31:0] BTB_PredictPC,
output reg [31:0] BTB_TargetAddr,
output reg IsValid_Out,
output reg IsBranch_Out
);
reg [31:0] BTB_Entry [127:0];
always @(posedge CLK or posedge RST) begin
if (RST) begin
BTB_Entry <= 0;
IsValid_Out <= 0;
IsBranch_Out <= 0;
BTB_PredictPC <= 0;
BTB_TargetAddr <= 0;
end
else begin
if (WE) begin
BTB_Entry[PCF[6:2]] <= {PredictPC, PC_Next, IsBranch, IsValid};
end
if (BTB_Entry[PC_Branch[6:2]][31:0] == PC_Branch) begin
BTB_PredictPC <= BTB_Entry[PC_Branch[6:2]][63:32];
BTB_TargetAddr <= BTB_Entry[PC_Branch[6:2]][31:0];
IsValid_Out <= BTB_Entry[PC_Branch[6:2]][1];
IsBranch_Out <= BTB_Entry[PC_Branch[6:2]][0];
end
else begin
BTB_PredictPC <= 0;
BTB_TargetAddr <= 0;
IsValid_Out <= 0;
IsBranch_Out <= 0;
end
end
end
endmodule
```
在这个模块中,我们使用了一个128项的BTB_Entry数组来存储每个分支指令的信息。每个数组项都是64位的,其中高32位存储预测的下一条指令地址,低32位存储分支目标地址。IsValid和IsBranch位用于指示该分支是否有效,以及该分支是否是条件分支。当一个新的分支指令到达时,我们使用PCF(PC Folded)信号的高5位(bits 6-2)作为数组索引,并将PredictPC、PC_Next、IsBranch和IsValid信息存储到对应的数组项中。
当CPU执行分支指令时,它会将PC_Branch信号的高5位(bits 6-2)用作索引来检索BTB_Entry数组中的信息。如果找到了匹配的项(即分支指令的地址与存储的地址相同),则我们将BTB_PredictPC、BTB_TargetAddr、IsValid_Out和IsBranch_Out输出相应的信息。否则,我们将输出信号归零,表示没有找到匹配的项。
注意,这个实现只是一个简单的例子,具体的实现方式可能因处理器的体系结构而异。
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