lsq.v

这段代码定义了一个名为 lsq 的硬件模块，通常用于计算机架构中的加载/存储队列（Load/Store Queue）。下面是对接口定义和模块功能的介绍。

接口定义

1. 输入信号：
   • clk：时钟信号。
   • reset：复位信号，用于初始化模块状态。
   • rob_idx_in：从重排序缓冲区（ROB）接收的索引。
   • pdest_idx_in：目的寄存器索引，用于加载指令。
   • rd_mem_in 和 wr_mem_in：指示加载和存储操作的输入。
   • npc_in：下一条指令的地址。
   • ir_in：当前指令寄存器的内容。
   • up_req：来自执行阶段的地址更新请求。
   • lsq_idx_in：要更新的加载/存储队列索引。
   • addr_in 和 regv_in：来自执行阶段的地址和数据。
   • mem2lsq_response：来自内存的响应，用于指示是否可以接受请求。
   • dcache2lsq_valid、dcache2lsq_tag、dcache2lsq_data 和 dcache2lsq_st_received：来自数据缓存的信号，用于处理数据有效性和确认存储接收。
   • rob_head：当前重排序缓冲区的头索引。

2. 输出信号：
   • full 和 full_almost：指示队列是否已满或几乎满。
   • lsq_idx_out：输出分配的加载/存储队列索引。
   • out_valid：指示输出数据的有效性。
   • rob_idx_out、pdest_idx_out：输出的 ROB 索引和目的寄存器索引。
   • mem_value_out、rd_mem_out、wr_mem_out：输出的内存值和加载/存储指令信息。
   • npc_out 和 ir_out：输出的下一条指令地址和当前指令寄存器内容。
   • lsq2mem_command、lsq2mem_addr、lsq2mem_data：发送到内存的命令、地址和数据。

模块功能

该模块实现了加载/存储队列的管理，主要功能包括：

• 队列管理：维护加载/存储操作的 FIFO 结构，管理头指针（head）和尾指针（tail），并通过 full、empty 等信号判断队列状态。

• 操作调度：
  • 根据输入信号决定何时将加载和存储请求发送到内存。
  • 通过 launch 信号来启动内存操作，依据是否有缓存命中或是否需要等待存储完成。

• 数据处理：
  • 处理来自数据缓存的响应，包括数据有效性检查。
  • 在操作完成后，更新内存中的数据，并将结果发送回执行阶段。

• 指令处理：
  • 对于加载指令，更新其对应的目的寄存器值；对于存储指令，确保数据已成功写入。

• 状态更新：在时钟上升沿更新内部状态，包括地址、数据寄存器和其他必要的状态信息。