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2 Commits
Author | SHA1 | Date | |
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3801d523de
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d1475b5a4f
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@@ -36,8 +36,6 @@ A=10; B=20; // Y = 10 * 20 = 200
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|||||||
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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||||||
#1 A=10; B=19; // Y = 10 * 19 = 190
|
#1 A=10; B=19; // Y = 10 * 19 = 190
|
||||||
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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||||||
#1 A=32'h00d96027; B=32'h7c32b43c; // Y = 0x0d96027 * 0x7c32b43c = 0x 006975a0 b62bf524
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||||||
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
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||||||
#1 A=32'h70000000; B=32'h70000000;
|
#1 A=32'h70000000; B=32'h70000000;
|
||||||
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
||||||
#1
|
#1
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||||||
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51
alu.v
51
alu.v
@@ -31,56 +31,7 @@ input [`ALU_OPRN_INDEX_LIMIT:0] OPRN; // operation code
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|||||||
output [`DATA_INDEX_LIMIT:0] OUT; // result of the operation.
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output [`DATA_INDEX_LIMIT:0] OUT; // result of the operation.
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output ZERO;
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output ZERO;
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wire [31:0] res,
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// TBD
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res_addsub, res_slt,
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res_shift,
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res_mul,
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||||||
res_and, res_or, res_nor;
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// add = xx0001
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// sub = xx0010
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// slt = xx1001
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// ^ ^ these bits
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// can use oprn[1] or oprn[3] for SnA
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wire SnA;
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or (SnA, OPRN[1], OPRN[3]);
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||||||
RC_ADD_SUB_32 addsub(.Y(res_addsub), .A(OP1), .B(OP2), .SnA(SnA));
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||||||
buf slt [31:0] (res_slt, {31'b0,res_addsub[31]});
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||||||
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||||||
// shift_r = xx0100
|
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||||||
// shift_l = xx0101
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||||||
// ^ this bit
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||||||
// can use oprn[0] for LnR
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||||||
SHIFT32 shift(res_shift, OP1, OP2, OPRN[0]);
|
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||||||
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||||||
// mul = xx0011
|
|
||||||
MULT32 mul(.LO(res_mul), .A(OP1), .B(OP2));
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||||||
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||||||
// and = xx0110
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||||||
// or = xx0111
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||||||
// nor = xx1000
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||||||
AND32_2x1 and32(res_and, OP1, OP2);
|
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||||||
OR32_2x1 or32(res_or, OP1, OP2);
|
|
||||||
NOR32_2x1 nor32(res_nor, OP1, OP2);
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||||||
|
|
||||||
MUX32_16x1 out(.Y(res), .S(OPRN[3:0]),
|
|
||||||
.I1(res_addsub), .I2(res_addsub), .I3(res_mul),
|
|
||||||
.I4(res_shift),.I5(res_shift),
|
|
||||||
.I6(res_and), .I7(res_or), .I8(res_nor),
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|
||||||
.I9(res_slt)
|
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||||||
);
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||||||
|
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||||||
// or bits of result for zero flag
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||||||
wire nzf [31:0];
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||||||
buf (nzf[0], res[0]);
|
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||||||
genvar i;
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||||||
generate
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||||||
for (i = 1; i < 32; i = i + 1) begin : zf_gen
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or (nzf[i], nzf[i-1], res[i]);
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||||||
end
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|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
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||||||
not (ZERO, nzf[31]);
|
|
||||||
buf res_out [31:0] (OUT, res);
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||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
@@ -21,21 +21,7 @@ input [31:0] D;
|
|||||||
input [31:0] S;
|
input [31:0] S;
|
||||||
input LnR;
|
input LnR;
|
||||||
|
|
||||||
// check if upper bits are nonzero
|
// TBD
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||||||
wire oob [31:5];
|
|
||||||
buf (oob[5], S[5]);
|
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||||||
genvar i;
|
|
||||||
generate
|
|
||||||
for (i = 6; i < 32; i = i + 1) begin : shift_oob_gen
|
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||||||
or (oob[i], oob[i-1], S[i]);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] shifted;
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||||||
BARREL_SHIFTER32 shifter(shifted, D, S[4:0], LnR);
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||||||
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||||||
// return 0 if S >= 32
|
|
||||||
MUX32_2x1 mux_oob(Y, shifted, 32'b0, oob[31]);
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|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -48,11 +34,7 @@ input [31:0] D;
|
|||||||
input [4:0] S;
|
input [4:0] S;
|
||||||
input LnR;
|
input LnR;
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] shifters [1:0];
|
// TBD
|
||||||
SHIFT32_R shifter_r(shifters[0], D, S);
|
|
||||||
SHIFT32_L shifter_l(shifters[1], D, S);
|
|
||||||
|
|
||||||
MUX32_2x1 mux_lnr(Y, shifters[0], shifters[1], LnR);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -64,22 +46,7 @@ output [31:0] Y;
|
|||||||
input [31:0] D;
|
input [31:0] D;
|
||||||
input [4:0] S;
|
input [4:0] S;
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] stages [5:0];
|
// TBD
|
||||||
buf stage0[31:0] (stages[0], D);
|
|
||||||
|
|
||||||
genvar i, j;
|
|
||||||
generate
|
|
||||||
for (i = 0; i < 5; i = i + 1) begin : shift_stage_gen
|
|
||||||
for (j = 0; j < 32; j = j + 1) begin : stage_mux_gen
|
|
||||||
if (j < 32 - (2 ** i))
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||||||
MUX1_2x1 mux_stage(stages[i+1][j], stages[i][j], stages[i][j + (2 ** i)], S[i]);
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||||||
else
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||||||
MUX1_2x1 mux_stage(stages[i+1][j], stages[i][j], 1'b0, S[i]);
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||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
buf out[31:0] (Y, stages[5]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -91,22 +58,7 @@ output [31:0] Y;
|
|||||||
input [31:0] D;
|
input [31:0] D;
|
||||||
input [4:0] S;
|
input [4:0] S;
|
||||||
|
|
||||||
|
// TBD
|
||||||
wire [31:0] stages [5:0];
|
|
||||||
buf stage0[31:0] (stages[0], D);
|
|
||||||
|
|
||||||
genvar i, j;
|
|
||||||
generate
|
|
||||||
for (i = 0; i < 5; i = i + 1) begin : shift_stage_gen
|
|
||||||
for (j = 0; j < 32; j = j + 1) begin : stage_mux_gen
|
|
||||||
if (j >= (2 ** i))
|
|
||||||
MUX1_2x1 mux_stage(stages[i+1][j], stages[i][j], stages[i][j - (2 ** i)], S[i]);
|
|
||||||
else
|
|
||||||
MUX1_2x1 mux_stage(stages[i+1][j], stages[i][j], 1'b0, S[i]);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
buf out[31:0] (Y, stages[5]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
|
45
logic.v
45
logic.v
@@ -20,7 +20,7 @@ output [63:0] Y;
|
|||||||
//input list
|
//input list
|
||||||
input [63:0] A;
|
input [63:0] A;
|
||||||
|
|
||||||
RC_ADD_SUB_64 twoscomp64_sub(.Y(Y), .A(64'b0), .B(A), .SnA(1'b1));
|
// TBD
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -31,7 +31,7 @@ output [31:0] Y;
|
|||||||
//input list
|
//input list
|
||||||
input [31:0] A;
|
input [31:0] A;
|
||||||
|
|
||||||
RC_ADD_SUB_32 twoscomp32_sub(.Y(Y), .A(0), .B(A), .SnA(1'b1));
|
// TBD
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -43,12 +43,7 @@ input CLK, LOAD;
|
|||||||
input [31:0] D;
|
input [31:0] D;
|
||||||
input RESET;
|
input RESET;
|
||||||
|
|
||||||
genvar i;
|
// TBD
|
||||||
generate
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|
||||||
for (i = 0; i < 32; i = i + 1) begin : reg_gen
|
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||||||
REG1 r(Q[i], _, D[i], LOAD, CLK, 1'b1, RESET);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -61,10 +56,7 @@ input D, C, L;
|
|||||||
input nP, nR;
|
input nP, nR;
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||||||
output Q,Qbar;
|
output Q,Qbar;
|
||||||
|
|
||||||
wire D_out;
|
// TBD
|
||||||
MUX1_2x1 data(D_out, Q, D, L);
|
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||||||
|
|
||||||
D_FF dff(Q, Qbar, D_out, C, nP, nR);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -77,11 +69,7 @@ input D, C;
|
|||||||
input nP, nR;
|
input nP, nR;
|
||||||
output Q,Qbar;
|
output Q,Qbar;
|
||||||
|
|
||||||
wire Cbar, Y, Ybar;
|
// TBD
|
||||||
not C_inv(Cbar, C);
|
|
||||||
D_LATCH dlatch(Y, Ybar, D, Cbar, nP, nR);
|
|
||||||
|
|
||||||
SR_LATCH srlatch(Q, Qbar, Y, Ybar, C, nP, nR);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -94,10 +82,7 @@ input D, C;
|
|||||||
input nP, nR;
|
input nP, nR;
|
||||||
output Q,Qbar;
|
output Q,Qbar;
|
||||||
|
|
||||||
wire Dbar;
|
// TBD
|
||||||
not D_inv(Dbar, D);
|
|
||||||
|
|
||||||
SR_LATCH latch(Q, Qbar, D, Dbar, C, nP, nR);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -110,13 +95,7 @@ input S, R, C;
|
|||||||
input nP, nR;
|
input nP, nR;
|
||||||
output Q,Qbar;
|
output Q,Qbar;
|
||||||
|
|
||||||
wire r1, r2;
|
// TBD
|
||||||
|
|
||||||
nand n1(r1, C, S);
|
|
||||||
nand n2(r2, C, R);
|
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||||||
|
|
||||||
nand n3(Q, nP, r1, Qbar);
|
|
||||||
nand n4(Qbar, nR, r2, Q);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -162,12 +141,6 @@ output [3:0] D;
|
|||||||
// input
|
// input
|
||||||
input [1:0] I;
|
input [1:0] I;
|
||||||
|
|
||||||
wire I_not [1:0];
|
// TBD
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||||||
not I_inv[1:0] (I_not, I);
|
|
||||||
|
|
||||||
and (D[0], I_not[1], I_not[0]);
|
endmodule
|
||||||
and (D[1], I_not[1], I[0]);
|
|
||||||
and (D[2], I[1], I_not[0]);
|
|
||||||
and (D[3], I[1], I[0]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
|
@@ -80,19 +80,3 @@ generate
|
|||||||
end
|
end
|
||||||
endgenerate
|
endgenerate
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
// 32-bit buffer
|
|
||||||
module BUF32_1x1(Y,A);
|
|
||||||
//output
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|
||||||
output [31:0] Y;
|
|
||||||
//input
|
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||||||
input [31:0] A;
|
|
||||||
|
|
||||||
genvar i;
|
|
||||||
generate
|
|
||||||
for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
|
|
||||||
begin : buf32_gen_loop
|
|
||||||
buf buf32_inst(Y[i], A[i]);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
endmodule
|
|
||||||
|
53
mult.v
53
mult.v
@@ -27,25 +27,7 @@ output [31:0] LO;
|
|||||||
input [31:0] A;
|
input [31:0] A;
|
||||||
input [31:0] B;
|
input [31:0] B;
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] A_neg, B_neg;
|
// TBD
|
||||||
TWOSCOMP32 A_twoscomp(A_neg, A);
|
|
||||||
TWOSCOMP32 B_twoscomp(B_neg, B);
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] A_abs, B_abs;
|
|
||||||
MUX32_2x1 A_mux(A_abs, A, A_neg, A[31]);
|
|
||||||
MUX32_2x1 B_mux(B_abs, B, B_neg, B[31]);
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] HI_abs, LO_abs;
|
|
||||||
MULT32_U mult_abs(HI_abs, LO_abs, A_abs, B_abs);
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] HI_neg, LO_neg;
|
|
||||||
TWOSCOMP64 mult_neg({HI_neg,LO_neg}, {HI_abs,LO_abs});
|
|
||||||
|
|
||||||
wire sign;
|
|
||||||
xor (sign, A[31], B[31]);
|
|
||||||
|
|
||||||
MUX32_2x1 HI_mux(HI, HI_abs, HI_neg, sign);
|
|
||||||
MUX32_2x1 LO_mux(LO, LO_abs, LO_neg, sign);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -57,37 +39,6 @@ output [31:0] LO;
|
|||||||
input [31:0] A;
|
input [31:0] A;
|
||||||
input [31:0] B;
|
input [31:0] B;
|
||||||
|
|
||||||
// partial sums
|
// TBD
|
||||||
wire [31:0] Y [31:0];
|
|
||||||
|
|
||||||
// first partial is just
|
|
||||||
AND32_2x1 partial_1(Y[0], A, {32{B[0]}});
|
|
||||||
// put lowest bit from first partial into result
|
|
||||||
buf (LO[0], Y[0][0]);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// carries from partial adders
|
|
||||||
wire CI[31:0];
|
|
||||||
// first carry is always 0
|
|
||||||
buf (CI[0], 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
genvar i;
|
|
||||||
generate
|
|
||||||
for (i = 0; i < 31; i = i + 1)
|
|
||||||
begin : mult32u_gen_loop
|
|
||||||
// multiply A by a single digit in B
|
|
||||||
wire [31:0] A_and;
|
|
||||||
AND32_2x1 partial_and_inst(A_and, A, {32{B[i+1]}});
|
|
||||||
|
|
||||||
// calc the next partial and carry (i + 1)
|
|
||||||
RC_ADD_SUB_32 partial_add_inst(.Y(Y[i+1]), .CO(CI[i+1]), .A(A_and), .B({CI[i],Y[i][31:1]}), .SnA(1'b0));
|
|
||||||
|
|
||||||
// put lowest bit from calc into result
|
|
||||||
buf (LO[i+1], Y[i+1][0]);
|
|
||||||
end
|
|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
// last carry and partial is HI
|
|
||||||
BUF32_1x1 buf_hi(HI, {CI[31],Y[31][31:1]});
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
39
mux.v
39
mux.v
@@ -55,11 +55,7 @@ input [31:0] I14;
|
|||||||
input [31:0] I15;
|
input [31:0] I15;
|
||||||
input [3:0] S;
|
input [3:0] S;
|
||||||
|
|
||||||
|
// TBD
|
||||||
wire [31:0] x0, x1;
|
|
||||||
MUX32_8x1 mux8_0(x0, I0, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, S[2:0]);
|
|
||||||
MUX32_8x1 mux8_1(x1, I8, I9, I10, I11, I12, I13, I14, I15, S[2:0]);
|
|
||||||
MUX32_2x1 out(Y, x0, x1, S[3]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -78,10 +74,7 @@ input [31:0] I6;
|
|||||||
input [31:0] I7;
|
input [31:0] I7;
|
||||||
input [2:0] S;
|
input [2:0] S;
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] x0, x1;
|
// TBD
|
||||||
MUX32_4x1 mux4_0(x0, I0, I1, I2, I3, S[1:0]);
|
|
||||||
MUX32_4x1 mux4_1(x1, I4, I5, I6, I7, S[1:0]);
|
|
||||||
MUX32_2x1 out(Y, x0, x1, S[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -96,10 +89,7 @@ input [31:0] I2;
|
|||||||
input [31:0] I3;
|
input [31:0] I3;
|
||||||
input [1:0] S;
|
input [1:0] S;
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] x0, x1;
|
// TBD
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||||||
MUX32_2x1 mux2_0(x0, I0, I1, S[0]);
|
|
||||||
MUX32_2x1 mux2_1(x1, I2, I3, S[0]);
|
|
||||||
MUX32_2x1 out(Y, x0, x1, S[1]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -112,22 +102,7 @@ input [31:0] I0;
|
|||||||
input [31:0] I1;
|
input [31:0] I1;
|
||||||
input S;
|
input S;
|
||||||
|
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||||||
// only need 1 not gate
|
// TBD
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||||||
wire S_not;
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||||||
not (S_not, S);
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||||||
|
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||||||
// wire [31:0] x0, x1;
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||||||
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||||||
genvar i;
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||||||
generate
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|
||||||
for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
|
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||||||
begin : mux32_gen_loop
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|
||||||
wire x0, x1;
|
|
||||||
and (x0, S_not, I0[i]);
|
|
||||||
and (x1, S, I1[i]);
|
|
||||||
or (Y[i], x0, x1);
|
|
||||||
end
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|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -138,10 +113,6 @@ output Y;
|
|||||||
//input list
|
//input list
|
||||||
input I0, I1, S;
|
input I0, I1, S;
|
||||||
|
|
||||||
wire S_not, x0, x1;
|
// TBD
|
||||||
not (S_not, S);
|
|
||||||
and (x0, S_not, I0);
|
|
||||||
and (x1, S, I1);
|
|
||||||
or (Y, x0, x1);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
@@ -29,21 +29,7 @@ input [63:0] A;
|
|||||||
input [63:0] B;
|
input [63:0] B;
|
||||||
input SnA;
|
input SnA;
|
||||||
|
|
||||||
// carry-in bits for each 1-bit full adder
|
// TBD
|
||||||
wire C[0:64];
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||||||
buf (C[0], SnA);
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||||||
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||||||
genvar i;
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|
||||||
generate
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||||||
for (i = 0; i < 64; i = i + 1)
|
|
||||||
begin : add64_gen_loop
|
|
||||||
wire B_xor;
|
|
||||||
xor (B_xor, B[i], SnA);
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|
||||||
FULL_ADDER add64_inst(Y[i], C[i+1], A[i], B_xor, C[i]);
|
|
||||||
end
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|
||||||
endgenerate
|
|
||||||
|
|
||||||
buf (CO, C[64]);
|
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
|
||||||
@@ -64,12 +50,11 @@ genvar i;
|
|||||||
generate
|
generate
|
||||||
for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
|
for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
|
||||||
begin : add32_gen_loop
|
begin : add32_gen_loop
|
||||||
wire B_xor;
|
FULL_ADDER add_inst(Y[i], C[i+1], A[i], B[i] ^ SnA, C[i]);
|
||||||
xor (B_xor, B[i], SnA);
|
|
||||||
FULL_ADDER add32_inst(Y[i], C[i+1], A[i], B_xor, C[i]);
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
endgenerate
|
endgenerate
|
||||||
|
|
||||||
|
//assign CO = C[32];
|
||||||
buf (CO, C[32]);
|
buf (CO, C[32]);
|
||||||
|
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||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
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