跳转至

CtrlUnit

目前 CtrlUnit 主要负责 ECC 校验使能/错误注入等功能

参数列表

见 Parameters.scala 中 case class ICacheCtrlUnitParameters 的定义，部分参数的描述如下表所示：

参数 默认值 描述 要求
Address AddressSet(0x38022080, 0x7f) CtrlUnit 的 mmio-mapped CSR 地址范围 见后文
BeatBytes 8 CtrlUnit 的总线位宽 2 的幂次且 <= 8

mmio-mapped CSR

CtrlUnit 内实现了一组 mmio-mapped CSR，连接在 tilelink 总线上，地址可由参数 Address 配置，默认地址为0x38022080。总大小为 128B。

目前实现的 CSR 如下：

              64     10        7         4         2        1        0
0x00 eccctrl   | WARL | ierror | istatus | itarget | inject | enable |

              64 PAddrBits-1               0
0x08 ecciaddr  | WARL |       paddr        |
CSR field desp
eccctrl enable ECC 错误校验使能，原 sfetchctl(0)
eccctrl inject ECC 错误注入使能，写 1 开始注入，读恒 0
eccctrl itarget ECC 错误注入目标，见后表
eccctrl istatus ECC 错误注入状态（read-only），见后表
eccctrl ierror ECC 错误原因（read-only），仅在eccctrl.istatus===error时有效，见后表
ecciaddr paddr ECC 错误注入物理地址

eccctrl.itarget:

value target
0 metaArray
2 dataArray
1/3 rsvd

eccctrl.istatus:

value status
0 idle
1 working
2 injected
7 error
3-6 rsvd

eccctrl.ierror:

value error
0 ECC 未使能 (i.e. !eccctrl.enable)
1 inject 目标 SRAM 无效 (i.e. eccctrl.itarget==rsvd)
2 inject 目标地址 (i.e. ecciaddr.paddr) 不在 ICache 中
3-7 rsvd

错误校验使能

CtrlUnit 的 eccctrl.enable 位直接连接到 MainPipe，控制 ECC 校验使能。当该位为 0 时，ICache 不会进行 ECC 校验。但仍会在重填时计算校验码并存储，这可能会有少量的额外功耗；如果不计算，则在未使能转换成使能时需要冲刷 ICache（否则读出的 parity code 可能是错的）。

错误注入使能

CtrlUnit 内部使用一个状态机控制错误注入过程，其 status （注意：与 eccctrl.istatus 不同）有：

  • idle：注入控制器闲置
  • readMetaReq：发送读取 metaArray 请求
  • readMetaResp：接收读取 metaArray 响应
  • writeMeta：写入 metaArray
  • writeData：写入 dataArray

当软件向 eccctrl.inject 写入 1 时，进行以下简单检查，检查通过时状态机进入 readMetaReq 状态：

  • 若 eccctrl.enable 为 0，报错 eccctrl.ierror=0
  • 若 eccctrl.itarget 为 rsvd(1/3)，报错 eccctrl.ierror=1

在 readMetaReq 状态下，CtrlUnit 向 MetaArray 发送 ecciaddr.paddr 地址对应的 set 读取的请求，等待握手。握手后转移到 readMetaResp 状态。

在 readMetaResp 状态下，CtrlUnit 接收到 MetaArray 的响应，检查 ecciaddr.paddr 地址对应的 ptag 是否命中，若未命中则报错 eccctrl.ierror=2。否则，根据 eccctrl.itarget 进入 writeMeta 或 writeData 状态。

在 writeMeta 或 writeData 状态下，CtrlUnit 向 MetaArray/DataArray 写入任意数据，同时拉高 poison 位，写入完成后状态机进入 idle 状态。

ICache 顶层中实现了一个 Mux，当 CtrlUnit 的状态机不为 idle 时，将 MetaArray/DataArray 的读写口连接到 CtrlUnit，而非 MainPipe/PrefetchPipe/MissUnit。当状态机 idle 时反之。