饱和计数器
从功能上讲，就是普通的饱和计数器（加到最大值后继续加仍然保持最大值，减到最小值后继续减仍然保持最小值），但是使用了非常面向对象的实现方法来简化使用。
有符号和无符号饱和计数器的实现是相似的，下面以无符号版本进行说明。
class SaturateCounter
饱和计数器类实现，提供各种类方法。
- 比较
- 重载了常见比较运算符（
===、=/=、<、>、<=、>=），和普通的 UInt 比较方法一致
- 重载了常见比较运算符（
- 获取状态
- 饱和程度
- 饱和：
.isSaturate() - 临界（再加减 1 就会切换方向）：
.isWeak() - 非饱和非临界：
.isMid()
- 饱和：
- 方向：
- 正向：
.isPositive() - 负向：
.isNegative()
- 正向：
- 以及它们的组合，如是否为正向饱和：
.isSaturatePositive()
- 饱和程度
- 获取更新后的饱和计数器（返回更新后的新实例，可用于 wire）
- 更新±1：
.getUpdate(increase, en)，若en为 False 则不更新，否则，若increase为 True 则加 1，否则减 1。 - 正向更新：
.getIncrease(step, en)，当step为 1 时等价于.getUpdate(True, en)，step可以大于 1 来一次性增加多个级别的饱和程度，但需要注意会在选择端引入额外的width+1bit 位宽的比较器。 - 负向更新：
.getDecrease(step, en)，类似
- 更新±1：
- 自更新（在当前实例上更新，仅可用于 reg，无返回值）
- 更新±1：
.selfUpdate(increase, en)，类似于.getUpdate(increase, en) - 正/负向更新：
.selfIncrease(step, en)和.selfDecrease(step, en)，同理
- 更新±1：
- 复位（在当前实例上更新，仅可用于 reg，无返回值）
- 归零：
.resetZero() - 复位正向饱和：
.resetSaturatePositive() - 复位正向临界：
.resetWeakPositive() - 复位负向同理
- 需要注意的是，对无符号饱和计数器来讲，
.resetZero()和.resetSaturateNegative()是等价的；而对有符号的饱和计数器来讲，.resetZero()和.resetWeakPositive()是等价的。由于这点模糊性，不建议使用.resetZero()来复位饱和计数器。
- 归零：
object SaturateCounter
计算给定位宽的饱和计数器的饱和/临界常量值，返回 Int 或饱和计数器实例。
- 获取 Int：
SaturateCounter.Value.AAABBB(width) - 获取饱和计数器实例：
SaturateCounter.AAABBB(width)
其中 AAA 为饱和程度（Saturate，Weak），BBB 为方向（Positive、Negative），和类方法的 isAAABBB() 依次对应
object SaturateCounterInit
快速实例化一个饱和计数器并为其赋值。
val counter = SaturateCounterInit(width, value)
// 等价于
val counter = new SaturateCounter(width)
counter.value := value // 如果 value 是 Int，或者
counter.value := value.U // 如果 value 是 UInt
trait SaturateCounterFactory
针对 XiangShan 的参数传递体系设计的工厂方法，用于快速创建特定名字的饱和计数器 object，从而简化 width 的传递，减少多个不同位宽的饱和计数器之间容易笔误的问题。
可以创建 object XxxCounter extends SaturateCounterFactory，并在其中定义 def width(implicit p: Parameters): Int 来指定位宽，然后在代码中直接使用 XxxCounter() 来实例化对应位宽的饱和计数器，以及使用 XxxCounter.AAABBB 来获取对应的常量值。
object TageTakenCounter extends SaturateCounterFactory {
def width(implicit p: Parameters): Int = p(XSCoreParamsKey).frontendParameters.bpuParameters.tageParameters.TakenCntWidth
}
class TageIO(implicit p: Parameters) extends Bundle {
val takenCnt = Output(TageTakenCounter())
}
class Tage(implicit p: Parameters) extends Module {
val takenCnt = TageTakenCounter()
takenCnt := Mux(
needReset,
if (resetPositive) TageTakenCounter.WeakPositive else TageTakenCounter.WeakNegative,
takenCnt.getUpdate(increase, en)
)
}
// 等价于
// 每次实例化 taken counter / 使用常量都要手动传递 width
trait TageParameters {
implicit val p: Parameters
def TakenCntWidth: Int = p(XSCoreParamsKey).frontendParameters.bpuParameters.tageParameters.TakenCntWidth
}
class TageIO(implicit p: Parameters) extends Bundle with TageParameters {
val takenCnt = Output(new SaturateCounter(TakenCntWidth))
}
class Tage(implicit p: Parameters) extends Module with TageParameters {
val takenCnt = new SaturateCounter(TakenCntWidth)
takenCnt := Mux(
needReset,
if (resetPositive) SaturateCounter.WeakPositive(TakenCntWidth) else SaturateCounter.WeakNegative(TakenCntWidth),
takenCnt.getUpdate(increase, en)
)
}