verilog实现cache axi

时间: 2023-12-09 10:03:14 浏览: 140

verilog编程

根据提供的Verilog代码片段，我们可以总结出以下关键知识点： ### Verilog编程基础 #### 1. 模块定义(Module Definition) 模块是Verilog的基本构建单元，用于定义电路的行为。在这个例子中，`modulebingc`定义了一个具有多个输入输出端口的模块。 ```verilog module bingc(clk600, data_in_16, rst_n, data_out, m, en, n, back); ``` #### 2. 输入输出声明(Input/Output Declaration) 在模块内部，我们需要声明模块的输入输出端口。 - `input clk600;`：时钟信号输入。 - `input [15:0] data_in_16;`：16位数据输入。 - `input rst_n;`：复位信号输入。 - `input m, back;`：控制信号输入。 - `output en, n;`：使能信号和状态输出。 - `output reg [1:0] data_out;`：2位数据输出。 #### 3. 内部寄存器声明(Internal Register Declaration) 除了输入输出端口之外，我们还需要定义模块内部使用的寄存器。 - `reg en;`：使能信号寄存器。 - `reg [1:0] data_out;`：数据输出寄存器。 - `reg [16:0] data_17;`：17位数据寄存器，额外的一位用于存储最高位的值。 - `reg [4:0] counter;`：计数器寄存器。 #### 4. 异步复位与同步过程(Synchronous Processes with Asynchronous Reset) 异步复位是指在时钟上升沿到来之前就能生效的复位信号。同步过程中，我们通常会检查复位信号的状态来决定是否初始化寄存器。 ```verilog always @(posedge clk600 or negedge rst_n) if (!rst_n) { n <= 1'b0; data_17 <= 17'b0; } ``` #### 5. 数据处理与状态转移(Data Processing and State Transition) 在本例中，数据处理包括对输入数据进行一定的操作，并将结果输出。 - 当`m`为高电平时，将`data_in_16`的最高位设置为1，并将`n`置为1： ```verilog else if (m) { data_17 <= {1'b1, data_in_16}; n <= 1'b1; } ``` - 当`d`为高电平时，清零`n`和`data_17`： ```verilog else if (d) { n <= 1'b0; data_17 <= 17'b0; } ``` #### 6. 控制信号逻辑(Control Signal Logic) 控制信号`back`和`a`用于控制内部寄存器的状态更新。 ```verilog always @(posedge clk600 or negedge rst_n) if (!rst_n) { a <= 1'b0; b <= 1'b0; } else if (back && !a) { b <= 1'b1; a <= 1'b1; } else if (back == 0) { a <= 1'b0; b <= 1'b0; } else { b <= 1'b0; } ``` #### 7. 数据输出逻辑(Output Data Logic) 根据条件更新`data_out`和计数器`counter`的状态。 ```verilog always @(posedge clk600 or negedge rst_n) if (!rst_n) { data_out <= 1'b0; counter <= 5'b0; en <= 1'b0; d <= 1'b0; } else if (n || b) { if (counter < 1) { data_out[1] <= 1'b0; data_out[0] <= data_17[16 - counter]; counter <= counter + 1'b1; en <= 1'b1; d <= 1'b0; } else if (counter < 16) { data_out[1] <= data_17[16 - counter]; data_out[0] <= data_17[15 - counter]; counter <= counter + 2'b10; en <= 1'b1; } else if (counter == 16) { data_out[1] <= data_17[16 - counter]; data_out[0] <= data_17[15 - counter]; counter <= counter + 1'b1; en <= 1'b1; d <= 1'b0; } else if (counter < 30) { data_out[1:0] <= 2'b0; counter <= counter + 1'b1; en <= 1'b0; d <= 1'b1; } else { counter <= 5'b0; en <= 1'b0; d <= 1'b0; } } else { counter <= 5'b0; data_out <= 1'b0; en <= 1'b0; d <= 1'b0; } ``` 通过上述分析，我们可以看到该Verilog代码主要实现了基于时钟和复位信号的异步复位逻辑、控制信号逻辑以及数据处理逻辑。这些逻辑共同作用于数据的输入、处理及输出，形成了一个完整的数据处理流程。这对于通信系统中的数据处理是非常重要的，可以帮助理解如何使用Verilog实现复杂的数字逻辑设计。

回答: 在实现cache axi的过程中，可以参考之前的实验\[1\]，该实验要求实现一个指令cache，通过实际操作，更加熟悉了组相联cache的工作原理，包括目录表和数据块，以及cache和CPU、主存之间的数据交换方式。在实现过程中，需要注意使用AXI协议来进行数据的读取和写回\[2\]。在读取数据时，需要确定数据是应该在Cache上还是在外存上，这需要根据具体情况进行讨论和决定。而在写回数据时，也需要考虑是应该写回在Cache上还是在外存上\[2\]。具体是否需要检查cache中是否分配数据，可以根据AxCACHE信号来决定\[3\]。除此之外，还需要考虑信号的改变和缓冲\[3\]。在实现过程中，可以参考一些实例分析，例如对memory的实例分析\[3\]。总之，实现cache axi需要综合考虑cache的功能和AXI协议的要求。 #### 引用[.reference_title] - *1* [【计算机组织与体系结构】实验四：指令 CACHE 的设计与实现](https://blog.csdn.net/m0_52029107/article/details/128694176)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^insert_down1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] - *2* *3* [【AXI】解读AXI协议事务属性(Transaction Attributes)](https://blog.csdn.net/weixin_43698385/article/details/125339437)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^insert_down1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]

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