WbDataPath
- 版本：V2R2
- 状态：OK
- 日期：2025/01/20
- commit：xxx
术语说明
| 缩写 | 全称 | 描述 |
|---|---|---|
| v0 | vector mask register | 向量掩码寄存器 |
| vl | Vector length register | 向量长度寄存器 |
| ROB | Reorder Buffer | 重排序缓存 |
子模块列表
| 子模块 | 描述 |
|---|---|
| VldMergeUnit | 向量加载数据合并单元 |
| RealWBCollideChecker | 写回仲裁器 |
功能
wbDataPath 模块包含向量加载合并单元（VldMergeUnit）、写回仲裁器（RealWBCollideChecker），主要功能是接收来自各个执行单元的输出信号，对具有向量加载功能的执行单元输出信号进行合并处理，最终输出处理后的信号。
数据处理
wbDataPath 接收来自不同执行单元（整数执行单元、浮点执行单元、向量执行单元、访存单元）的输出信号，将这些信号做为输入信号fromExuPre使用。从输入信号fromExuPre中过滤出向量加载操作VLoad相关的信号，并将这些元素组成一个新的元素序列。
根据元素序列的索引例化多个向量加载合并单元模块，并将重定向信号、向量加载操作相关的信号、来自vstart寄存器的值赋值给向量加载合并单元模块处理。
注：由于XiangShan会刷新流水线，当vstart不为0且执行向量访存指令时，CSR中的vstart值将做为该向量指令的第一个元素。当发生异常时，写回数据的vstart是新的值，所以这个vstart不能用作向量访存操作的起始值。
从输入信号fromExuPre中过滤出和向量加载合并单元模块拥有相同参数的索引。 根据索引使用向量加载合并单元模块处理的结果更新输入信号fromExuPre中旧的向量加载操作的数据，得到处理后的来自执行单元的数据fromExu。
仲裁器
由于我们为向量的v0，vl寄存器设置了寄存器堆，因此也要对v0，vl进行写仲裁。
如果输入信号的valid有效，并且整数寄存器堆写使能有效，则整数写仲裁器的输入有效；如果输入信号的valid有效，并且浮点寄存器堆写使能有效，则浮点写仲裁器的输入有效；如果输入信号的valid有效，并且向量寄存器堆写使能有效，则向量写仲裁器的输入有效；如果输入信号的valid有效，并且v0寄存器堆写使能有效，则v0写仲裁器的输入有效；如果输入信号的valid有效，并且vl寄存器堆写使能有效，则vl写仲裁器的输入有效。
如果是向量执行单元写回整数寄存器堆，则整数写仲裁器的输入延迟一拍。只有不确定延迟的执行单元才需要仲裁器的结果，结果数据可以保留直到仲裁器成功。对于具有确定延迟的执行单元，如果请求在仲裁器中失败，则结果数据将永久丢失。未写回物理寄存器堆的端口始终是就绪的，设置最高优先级的端口始终是就绪的。
输出
如果整数写仲裁器的输入有效，并且整数写仲裁器就绪，数据通过整数写仲裁器后输出。如果浮点写仲裁器的输入有效，并且浮点写仲裁器就绪，数据通过浮点写仲裁器后输出。如果向量写仲裁器的输入有效，并且向量写仲裁器就绪，数据通过向量写仲裁器后输出。如果v0写仲裁器的输入有效，并且v0写仲裁器就绪，数据通过v0写仲裁器后输出。如果vl写仲裁器的输入有效，并且vl写仲裁器就绪，数据通过vl写仲裁器后输出。
输出数据发送到DataPath，在下一拍写入寄存器堆；输出数据发送到派遣模块，设置物理寄存器堆的状态为就绪，用于指令派遣；输出数据发送到调度器中用于写回唤醒。
写回ROB
只有输出成功握手的功能单元，其输出数据能写回ROB，在CtrlBlock中打一拍，并判断写回数据是否刷新流水线、触发异常、trigger fire、重播，之后发送给ROB，用于ROB写回。
整体框图
接口列表
见接口文档
二级模块 VldMergeUnit
功能
VldMergeUnit 模块主要用于处理向量加载操作的合并逻辑，它接收来自执行单元的写回数据，通过VldMgu 模块进行合并处理，最终输出合并后的写回数据。该模块使用寄存器wbReg存储中间数据，并根据vlWen信号选择是否直接使用写回数据或使用合并后的数据。
对于vl被first-only-fault指令修改的uop，写回的数据能被直接使用。
整体框图
二级模块 RealWBCollideChecker
功能
RealWBCollideChecker 模块主要功能是对写回操作的写口进行冲突检查和仲裁，通过将输入端口分组，为每个输出端口实例化一个仲裁器，并将输入和输出端口与仲裁器连接起来，实现写端口的仲裁。
输入输出映射
首先对输入的元素按照端口（port）进行分组，然后对每个分组内的元素按照优先级（priority）进行排序，最终返回分组排序后的映射inGroup。
仲裁器实例化
每个仲裁器负责处理一个输出端口的仲裁，如果映射中包含当前输出端口号x，则实例化一个RealWBArbiter 模块；否则，该输出端口没有对应的仲裁器。
仲裁器输入
遍历每个仲裁器，如果仲裁器不为空，则将仲裁器的输入端口与映射的对应输入分组连接起来。
仲裁器
优先级仲裁器，从多个输入请求中选择一个最高优先级的请求进行响应。
- 默认选择最低优先级请求，当所有请求均无效时，选择最后一个输入（索引为n-1）作为默认输出。
- 从次低优先级（n-2）到最高优先级（0）遍历输入端口，当某个请求i的valid有效时，更新chosen为i，并将输出数据设置为该请求的数据。优先级规则：索引越小（0为最高优先级），优先级越高。第一个有效的请求会覆盖后续请求的赋值。
- 根据所有请求的valid信号序列生成控制信号grant，表示每个请求是否被授权。如果请求的valid信号序列长度为0，则无请求；如果请求的valid信号序列长度为1，则只有唯一的请求，直接授权；如果请求的valid信号序列长度大于1，首元素使用原始值，表示最高优先级请求无需判断前置条件，后续元素每个位置的控制信号为!（前置所有请求的或），表示仅当所有更高优先级的请求均未有效时，当前请求被授权。
- 如果请求被授权，则ready信号由下游模块的out.ready决定；如果请求无效，则ready始终有效。
- 如果最低优先级请求被授权，则输出有效需要满足最后一个请求有效；否则，输出直接有效（更高优先级请求已被授权）。
仲裁器输出
遍历每个输出端口，如果仲裁器不为空，则将仲裁器的输出端口与对应的输出端口连接起来，并且仲裁器输出端口一直是就绪的；如果仲裁器为空，则输出端口为0。