SpinalHDL之语义(Semantic)（二）

本文作为SpinalHDL学习笔记第七十篇，介绍SpinalHDL的When/Switch/Mux。

目录：

1.When

2.Switch

3.本地声明(Local declaration)

4.Mux

⼀、When

when(cond1) {
//当cond1真时执⾏操作
}.elsewhen(cond2) {
//当cond1假但cond2真时执⾏操作
}.otherwise {
//cond1和cond2同假时执⾏操作
}

注意：如果otherwise关键字和花括号的后半部分}在同⼀⾏, .可以省略。

when(cond1) {
//当cond1真时执⾏操作
} otherwise {
//cond1和cond2同假时执⾏操作
}

但如果.otherwise在另⼀⾏, 需要.

when(cond1) {
//当cond1真时执⾏操作
}
.otherwise {
//cond1和cond2同假时执⾏操作
}

⼆、Switch

就像在VHDL和Verilog, 当信号得到固定值的时候可以条件执⾏运算：

switch(x) {
is(value1) {
//当x===value1执⾏
}
is(value2) {
//当x===value2执⾏
}
default {
//当之前的条件都没有符合执⾏
}
}

is⼦句可以⽤is(value1, value2)这种逗号分割的⽅式书写。
举例：

switch(aluop) {
is(ALUOp.add) {
immediate := instruction.immI.signExtend
}
is(ALUOp.slt) {
immediate := instruction.immI.signExtend
}
is(ALUOp.sltu) {
immediate := instruction.immI.signExtend
}
is(ALUOp.sll) {
immediate := instruction.shamt
}
is(ALUOp.sra) {
immediate := instruction.shamt
}
}

上述代码等价于：

switch(aluop) {
is(ALU0p.add, ALU0p.slt, ALU0p.sltu) {
immediate := instruction.immI.signExtend
}
is(ALU0p.sll, ALU0p.sra) {
immediate := instruction.shamt
}
}

三、本地声明(Local declaration)

也可以在when/switch描述内定义新的信号：

val x, y = UInt(4 bits)
val a, b = UInt(4 bits)
when(cond) {
val tmp = a + b
x := tmp
y := tmp + 1
} otherwise {
x := 0
y := 0
}

备注：SpinalHDL会检查信号是否只在该区域内被定义。

四、Mux

如果你只需要带有Bool选择信号的Mux, 有两种等价的语句形式：
 

val cond = Bool
val whenTrue, whenFalse = UInt(8 bits)
val muxOutput = Mux(cond, whenTrue, whenFalse)
val muxOutput2 = cond ? whenTrue | whenFalse

五、Bit级选择(Bitwise selection)

bit级的选择看起来像VHDL中when语句。

val bitwiseSelect = UInt(2 bits)
val bitwiseResult = bitwiseSelect.mux(
0 -> (io.src0 & io.src1),
1 -> (io.src0 | io.src1),
2 -> (io.src0 ^ io.src1),
default -> (io.src0)
)

同样, 如果条件是完备的, 不需要些default：

val bitwiseSelect = UInt(2 bits)
val bitwiseResult = bitwiseSelect.mux(
0 -> (io.src0 & io.src1),
1 -> (io.src0 | io.src1),
2 -> (io.src0 ^ io.src1),
3 -> (io.src0)
)

或者, 如果未覆盖的值并不重要, 他们可以⽤muxListDc使其不赋值。

muxLists(...)是另⼀种bit级选择器, 该选择器以元组作为输入, 下图是⼀个把128 bits分割成32 bits的例⼦。

val sel = UInt(2 bits)
val data = Bits(128 bits)
//把宽bit类型分成⼩块, 可以⽤mux：
val dataWord = sel.muxList(for (index <- until 4) yield (index, data(index*32+32-1 downto
index*32)))
//⼀种书写更短的⽅式书写上述代码：
val dataWord = data.subdivideIn(32 bits)(sel)