编写一段共性缓存RTL代码

时间: 2024-03-02 12:29:03 浏览: 19
以下是一段共性缓存RTL代码的示例: ```verilog module cache ( input wire clk, input wire rst_n, input wire [31:0] addr_in, input wire [31:0] data_in, input wire we_in, output wire [31:0] data_out, input wire [31:0] addr_out ); // Parameters parameter CACHE_SIZE = 1024; // Cache size in bytes parameter CACHE_LINE_SIZE = 32; // Cache line size in bytes parameter CACHE_ASSOCIATIVITY = 4; // Cache associativity parameter CACHE_NUM_SETS = CACHE_SIZE / (CACHE_LINE_SIZE * CACHE_ASSOCIATIVITY); // Number of sets in cache parameter CACHE_INDEX_WIDTH = $clog2(CACHE_NUM_SETS); // Width of index field parameter CACHE_TAG_WIDTH = 32 - CACHE_INDEX_WIDTH - $clog2(CACHE_LINE_SIZE); // Width of tag field // Internal signals wire [CACHE_TAG_WIDTH-1:0] tag_in; wire [CACHE_INDEX_WIDTH-1:0] index_in; wire [CACHE_TAG_WIDTH-1:0] tag_out; wire [CACHE_INDEX_WIDTH-1:0] index_out; wire [CACHE_LINE_SIZE-1:0] data_out_internal; reg [CACHE_TAG_WIDTH-1:0] tag_array [0:CACHE_NUM_SETS-1][0:CACHE_ASSOCIATIVITY-1]; reg [CACHE_LINE_SIZE-1:0] data_array [0:CACHE_NUM_SETS-1][0:CACHE_ASSOCIATIVITY-1]; reg [CACHE_ASSOCIATIVITY-1:0] valid_array [0:CACHE_NUM_SETS-1]; wire [CACHE_ASSOCIATIVITY-1:0] hit_index; wire hit; // Extract tag and index from address assign tag_in = addr_in[CACHE_TAG_WIDTH+CACHE_INDEX_WIDTH-1:CACHE_INDEX_WIDTH]; assign index_in = addr_in[CACHE_TAG_WIDTH+CACHE_INDEX_WIDTH-1:CACHE_TAG_WIDTH]; // Check for hit in cache assign hit = valid_array[index_out][hit_index] && (tag_out == tag_in); // Extract tag and index from output address assign tag_out = addr_out[CACHE_TAG_WIDTH+CACHE_INDEX_WIDTH-1:CACHE_INDEX_WIDTH]; assign index_out = addr_out[CACHE_TAG_WIDTH+CACHE_INDEX_WIDTH-1:CACHE_TAG_WIDTH]; // Write to cache always @(posedge clk) begin if (!rst_n) begin // Reset cache for (int i=0; i<CACHE_NUM_SETS; i=i+1) begin for (int j=0; j<CACHE_ASSOCIATIVITY; j=j+1) begin tag_array[i][j] <= 0; data_array[i][j] <= 0; end valid_array[i] <= 0; end end else if (we_in) begin // Write data to cache if (hit) begin // Update existing line data_array[index_out][hit_index] <= data_in; end else begin // Replace existing line or select empty line int replace_index = CACHE_ASSOCIATIVITY; for (int i=0; i<CACHE_ASSOCIATIVITY; i=i+1) begin if (!valid_array[index_out][i]) begin // Found empty line replace_index = i; break; end end if (replace_index == CACHE_ASSOCIATIVITY) begin // No empty line found, replace LRU line replace_index = 0; for (int i=1; i<CACHE_ASSOCIATIVITY; i=i+1) begin if (valid_array[index_out][i] && (valid_array[index_out][i-1] == 0 || $time - valid_array[index_out][i] < $time - valid_array[index_out][i-1])) begin replace_index = i; end end end tag_array[index_out][replace_index] <= tag_in; data_array[index_out][replace_index] <= data_in; valid_array[index_out][replace_index] <= $time; end end end // Read from cache assign data_out_internal = data_array[index_out][hit_index]; assign data_out = hit ? data_out_internal : 32'h00000000; // Find hit index assign hit_index = 0; for (int i=0; i<CACHE_ASSOCIATIVITY; i=i+1) begin if (valid_array[index_out][i] && tag_array[index_out][i] == tag_out) begin hit_index = i; end end endmodule ``` 此模块实现了一个具有指定大小、行大小和关联度的缓存。输入地址和数据用于读写缓存,而输出数据则根据是否命中来决定。此外,此模块还包含了一些内部信号和参数,例如标记、索引、缓存数组、有效位和更新策略。这个实现仅仅是一个示例,实际实现需要视具体需求而定。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

使用工具查看RTL代码覆盖率.docx

现在大部分公司做数字芯片开发都需要用到Verilog,在RTL 代码即将完成时,有必要使用vcs + DVE去查看经过仿真后的CASE代码覆盖率,保证代码本身是没问题的。
recommend-type

RTL8761ATT-CG_Datasheet_1.0.pdf

RTL8761ATT-CG_Datasheet_1.0.pdf 很不容易搞到的技术手册
recommend-type

RTL8211F(D)(I)-CG_DataSheet_V1.4

RTL8211F为Realtek公司生产的一款常用的单通道PHY芯片,支持10M/100M/1000M网络数据传输速率,附件为芯片数据手册的V1.4版本,并没有对芯片所有的寄存器进行描述,但是对于开发人员配置使用芯片已经足够了。
recommend-type

软考-考生常见操作说明-202405101400-纯图版.pdf

软考官网--2024常见操作说明:包括如何绘制网络图、UML图、表格等 模拟作答系统是计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试的电子化考试系统界面、作答过程的仿真系统,为各级别、各资格涉及输入和页面显示的部分题型提供体验性练习。
recommend-type

setuptools-34.0.3.zip

Node.js,简称Node,是一个开源且跨平台的JavaScript运行时环境,它允许在浏览器外运行JavaScript代码。Node.js于2009年由Ryan Dahl创立,旨在创建高性能的Web服务器和网络应用程序。它基于Google Chrome的V8 JavaScript引擎,可以在Windows、Linux、Unix、Mac OS X等操作系统上运行。 Node.js的特点之一是事件驱动和非阻塞I/O模型,这使得它非常适合处理大量并发连接,从而在构建实时应用程序如在线游戏、聊天应用以及实时通讯服务时表现卓越。此外,Node.js使用了模块化的架构,通过npm(Node package manager,Node包管理器),社区成员可以共享和复用代码,极大地促进了Node.js生态系统的发展和扩张。 Node.js不仅用于服务器端开发。随着技术的发展,它也被用于构建工具链、开发桌面应用程序、物联网设备等。Node.js能够处理文件系统、操作数据库、处理网络请求等,因此,开发者可以用JavaScript编写全栈应用程序,这一点大大提高了开发效率和便捷性。 在实践中,许多大型企业和组织已经采用Node.js作为其Web应用程序的开发平台,如Netflix、PayPal和Walmart等。它们利用Node.js提高了应用性能,简化了开发流程,并且能更快地响应市场需求。
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

解释minorization-maximization (MM) algorithm,并给出matlab代码编写的例子

Minorization-maximization (MM) algorithm是一种常用的优化算法,用于求解非凸问题或含有约束的优化问题。该算法的基本思想是通过构造一个凸下界函数来逼近原问题,然后通过求解凸下界函数的最优解来逼近原问题的最优解。具体步骤如下: 1. 初始化参数 $\theta_0$,设 $k=0$; 2. 构造一个凸下界函数 $Q(\theta|\theta_k)$,使其满足 $Q(\theta_k|\theta_k)=f(\theta_k)$; 3. 求解 $Q(\theta|\theta_k)$ 的最优值 $\theta_{k+1}=\arg\min_\theta Q(
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。