Chisel3 - bind - Op, ReadOnly, 左值

Posted 2021-01-31 wjcdx

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两个数据变量进行某个操作（op），产生一个输出，这个输出存在一个匿名变量中。这个匿名变量就是以OpBinding的形式绑定到hardware graph中的。

 

0. 这里先简单对 "=" 和 ":="做一个讨论。

 

假设 a & b 的结果输出到一个匿名变量，记为anonymousVariable。

 

a & b的用法有两种：

 

1) c := a & b

 

":="的意思为连接。变量c作为下游，连接到anonymousVariable，接收其值。即anonymousVariable的值的变化会传播到下游c中。

 

2) c = a & b

 

"="的意思是赋予。之所以不说赋值，是因为更多情况下赋予的不是值，而是引用。

 

这里就是把anonymousVariable赋给c。就相当于给a & b的输出这个匿名变量取了一个名字，叫做c。

 

因为anonymousVariable是匿名的，所以这里使用c来简化引用也是有意义的。

 

总结下来：

1) 两者的区别在于，一个是匿名变量本身，一个是匿名变量的下一级连接。

2) ":="是连接到的意思（connect to）；

3) "="也不是赋值，而是赋引用，取名字或者起别名的意思；

 

 

1. OpBinding

 

1) 两个操作数：a op b

 

以a & b为例，方法&定义在UInt中：

??

这里a是this，b是that。&的结果为UInt(this.width max that.width)，这是一个匿名变量。

 

binop定义在Bits中：

??

其中a是this, b是other，dest为匿名变量。

 

这里要求this, other亦即a, b都是已经绑定了的（设想一下，输入输出端口已经绑定了，内部变量使用Wire/Reg绑定了）。dest是新创建的变量，还没有绑定。

 

DefPrim定义了一个Definition，无关绑定。其id为dest。

case class DefPrim[T <: Data](sourceInfo: SourceInfo, id: T, op: PrimOp, args: Arg*) extends Definition

 

pushOp定义于Builder中：

??

这里cmd.id即为dest，调用其bind进行绑定。绑定类型为OpBinding。

 

 

2) 一个操作数：取反

 

与1)类似。

 

??

 

??

??

 

3) 一个操作数：截取部分位

 

如ByteSelector中：

??

io.in(7, 0)这个截取定义于Bits类中：

??

其中，UInt(Width(w))为匿名变量。

??

pushOp与之前定义一致。

 

可见位截取生成的临时变量也是使用OpBinding绑定到hardware graph中的。

 

 

2. ReadOnlyBinding

 

OpBinding为只读绑定，即ReadOnlyBinding。

 

只读绑定的变量，只能被读取，而不能被赋值。换一种说法：在硬件模型（hardware graph）中，只读绑定的变量，只能作为上游输出值（传播值），而不能作为下游，接收值（被传播）。

 

3. 连接的左值

 

只读绑定的变量只能作为右值，而不能作为左值。这里的左右是针对连接符号“:=”而言的。也是在连接方法中进行限制的。

 

连接符号定义于Data类中，

??

单个连接和批量连接，这里不做进一步区分解析。

 

??

 

这里如果this.topBinding为ReadOnlyBinding，则跑出异常。

 

所以this可以是WireBinding/RegBinding/PortBinding/MemPortBinding等的变量，而不能是OpBinding的变量。亦即，可以是模块的输出端口，内部定义的Wire()/Reg()临时变量，而不能是op的结果，也不能是比特截取的结果。