]> rtime.felk.cvut.cz Git - fpga/openmsp430.git/blobdiff - omsp_multiplier.v
OpenMSP430 core verilog source files moved to "core" subdirectory.
[fpga/openmsp430.git] / omsp_multiplier.v
diff --git a/omsp_multiplier.v b/omsp_multiplier.v
deleted file mode 100644 (file)
index 8bf78ac..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,341 +0,0 @@
-
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-// Copyright (C) 2001 Authors
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-//----------------------------------------------------------------------------
-//
-// *File Name: omsp_multiplier.v
-// 
-// *Module Description:
-//                       16x16 Hardware multiplier.
-//
-// *Author(s):
-//              - Olivier Girard,    olgirard@gmail.com
-//
-//----------------------------------------------------------------------------
-// $Rev: 23 $
-// $LastChangedBy: olivier.girard $
-// $LastChangedDate: 2009-08-30 18:39:26 +0200 (Sun, 30 Aug 2009) $
-//----------------------------------------------------------------------------
-`include "timescale.v"
-`include "openMSP430_defines.v"
-
-module  omsp_multiplier (
-
-// OUTPUTs
-    per_dout,                       // Peripheral data output
-
-// INPUTs
-    mclk,                           // Main system clock
-    per_addr,                       // Peripheral address
-    per_din,                        // Peripheral data input
-    per_en,                         // Peripheral enable (high active)
-    per_wen,                        // Peripheral write enable (high active)
-    puc                             // Main system reset
-);
-
-// OUTPUTs
-//=========
-output       [15:0] per_dout;       // Peripheral data output
-
-// INPUTs
-//=========
-input               mclk;           // Main system clock
-input         [7:0] per_addr;       // Peripheral address
-input        [15:0] per_din;        // Peripheral data input
-input               per_en;         // Peripheral enable (high active)
-input         [1:0] per_wen;        // Peripheral write enable (high active)
-input               puc;            // Main system reset
-
-
-//=============================================================================
-// 1)  PARAMETER/REGISTERS & WIRE DECLARATION
-//=============================================================================
-
-// Register addresses
-parameter           OP1_MPY    = 9'h130;
-parameter           OP1_MPYS   = 9'h132;
-parameter           OP1_MAC    = 9'h134;
-parameter           OP1_MACS   = 9'h136;
-parameter           OP2        = 9'h138;
-parameter           RESLO      = 9'h13A;
-parameter           RESHI      = 9'h13C;
-parameter           SUMEXT     = 9'h13E;
-
-
-// Register one-hot decoder
-parameter           OP1_MPY_D  = (512'h1 << OP1_MPY);
-parameter           OP1_MPYS_D = (512'h1 << OP1_MPYS);
-parameter           OP1_MAC_D  = (512'h1 << OP1_MAC);
-parameter           OP1_MACS_D = (512'h1 << OP1_MACS);
-parameter           OP2_D      = (512'h1 << OP2);
-parameter           RESLO_D    = (512'h1 << RESLO);
-parameter           RESHI_D    = (512'h1 << RESHI);
-parameter           SUMEXT_D   = (512'h1 << SUMEXT);
-
-
-// Wire pre-declarations
-wire  result_wr;
-wire  result_clr;
-wire  early_read;
-
-
-//============================================================================
-// 2)  REGISTER DECODER
-//============================================================================
-
-// Register address decode
-reg  [511:0]  reg_dec; 
-always @(per_addr)
-  case ({per_addr,1'b0})
-    OP1_MPY  :  reg_dec  =  OP1_MPY_D;
-    OP1_MPYS :  reg_dec  =  OP1_MPYS_D;
-    OP1_MAC  :  reg_dec  =  OP1_MAC_D;
-    OP1_MACS :  reg_dec  =  OP1_MACS_D;
-    OP2      :  reg_dec  =  OP2_D;
-    RESLO    :  reg_dec  =  RESLO_D;
-    RESHI    :  reg_dec  =  RESHI_D;
-    SUMEXT   :  reg_dec  =  SUMEXT_D;
-    default  :  reg_dec  =  {512{1'b0}};
-  endcase
-
-// Read/Write probes
-wire         reg_write =  |per_wen   & per_en;
-wire         reg_read  = ~|per_wen   & per_en;
-
-// Read/Write vectors
-wire [511:0] reg_wr    = reg_dec & {512{reg_write}};
-wire [511:0] reg_rd    = reg_dec & {512{reg_read}};
-
-
-//============================================================================
-// 3) REGISTERS
-//============================================================================
-
-// OP1 Register
-//-----------------   
-reg  [15:0] op1;
-
-wire        op1_wr = reg_wr[OP1_MPY]  |
-                     reg_wr[OP1_MPYS] |
-                     reg_wr[OP1_MAC]  |
-                     reg_wr[OP1_MACS];
-
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)          op1 <=  16'h0000;
-  else if (op1_wr)  op1 <=  per_din;
-   
-wire [15:0] op1_rd  = op1;
-
-   
-// OP2 Register
-//-----------------   
-reg  [15:0] op2;
-
-wire        op2_wr = reg_wr[OP2];
-
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)          op2 <=  16'h0000;
-  else if (op2_wr)  op2 <=  per_din;
-
-wire [15:0] op2_rd  = op2;
-
-   
-// RESLO Register
-//-----------------   
-reg  [15:0] reslo;
-
-wire [15:0] reslo_nxt;
-wire        reslo_wr = reg_wr[RESLO];
-
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)             reslo <=  16'h0000;
-  else if (reslo_wr)   reslo <=  per_din;
-  else if (result_clr) reslo <=  16'h0000;
-  else if (result_wr)  reslo <=  reslo_nxt;
-
-wire [15:0] reslo_rd = early_read ? reslo_nxt : reslo;
-
-
-// RESHI Register
-//-----------------   
-reg  [15:0] reshi;
-
-wire [15:0] reshi_nxt;
-wire        reshi_wr = reg_wr[RESHI];
-
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)             reshi <=  16'h0000;
-  else if (reshi_wr)   reshi <=  per_din;
-  else if (result_clr) reshi <=  16'h0000;
-  else if (result_wr)  reshi <=  reshi_nxt;
-
-wire [15:0] reshi_rd = early_read ? reshi_nxt  : reshi;
-
-// SUMEXT Register
-//-----------------   
-reg  [1:0] sumext_s;
-
-wire [1:0] sumext_s_nxt;
-
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)             sumext_s <=  2'b00;
-  else if (op2_wr)     sumext_s <=  2'b00;
-  else if (result_wr)  sumext_s <=  sumext_s_nxt;
-
-wire [15:0] sumext_nxt = {{14{sumext_s_nxt[1]}}, sumext_s_nxt};
-wire [15:0] sumext     = {{14{sumext_s[1]}},     sumext_s};
-wire [15:0] sumext_rd  = early_read ? sumext_nxt : sumext;
-
-
-//============================================================================
-// 4) DATA OUTPUT GENERATION
-//============================================================================
-
-// Data output mux
-wire [15:0] op1_mux    = op1_rd     & {16{reg_rd[OP1_MPY]  |
-                                          reg_rd[OP1_MPYS] |
-                                          reg_rd[OP1_MAC]  |
-                                          reg_rd[OP1_MACS]}};
-wire [15:0] op2_mux    = op2_rd     & {16{reg_rd[OP2]}};
-wire [15:0] reslo_mux  = reslo_rd   & {16{reg_rd[RESLO]}};
-wire [15:0] reshi_mux  = reshi_rd   & {16{reg_rd[RESHI]}};
-wire [15:0] sumext_mux = sumext_rd  & {16{reg_rd[SUMEXT]}};
-
-wire [15:0] per_dout   = op1_mux    |
-                         op2_mux    |
-                         reslo_mux  |
-                         reshi_mux  |
-                         sumext_mux;
-
-
-//============================================================================
-// 5) HARDWARE MULTIPLIER FUNCTIONAL LOGIC
-//============================================================================
-
-// Multiplier configuration
-//--------------------------
-
-// Detect signed mode
-reg sign_sel;
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)         sign_sel <=  1'b0;
-  else if (op1_wr) sign_sel <=  reg_wr[OP1_MPYS] | reg_wr[OP1_MACS];
-
-
-// Detect accumulate mode
-reg acc_sel;
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc)         acc_sel  <=  1'b0;
-  else if (op1_wr) acc_sel  <=  reg_wr[OP1_MAC]  | reg_wr[OP1_MACS];
-
-
-// Detect whenever the RESHI and RESLO registers should be cleared
-assign      result_clr = op2_wr & ~acc_sel;
-
-// Combine RESHI & RESLO 
-wire [31:0] result     = {reshi, reslo};
-
-   
-// 16x16 Multiplier (result computed in 1 clock cycle)
-//-----------------------------------------------------
-`ifdef MPY_16x16
-
-// Detect start of a multiplication
-reg cycle;
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc) cycle <=  1'b0;
-  else     cycle <=  op2_wr;
-
-assign result_wr = cycle;
-
-// Expand the operands to support signed & unsigned operations
-wire signed [16:0] op1_xp = {sign_sel & op1[15], op1};
-wire signed [16:0] op2_xp = {sign_sel & op2[15], op2};
-
-
-// 17x17 signed multiplication
-wire signed [33:0] product = op1_xp * op2_xp;
-
-// Accumulate
-wire [32:0] result_nxt = {1'b0, result} + {1'b0, product[31:0]};
-
-
-// Next register values
-assign reslo_nxt    = result_nxt[15:0];
-assign reshi_nxt    = result_nxt[31:16];
-assign sumext_s_nxt =  sign_sel ? {2{result_nxt[31]}} :
-                                  {1'b0, result_nxt[32]};
-
-
-// Since the MAC is completed within 1 clock cycle,
-// an early read can't happen.
-assign early_read   = 1'b0;
-
-
-// 16x8 Multiplier (result computed in 2 clock cycles)
-//-----------------------------------------------------
-`else
-  
-// Detect start of a multiplication
-reg [1:0] cycle;
-always @ (posedge mclk or posedge puc)
-  if (puc) cycle <=  2'b00;
-  else     cycle <=  {cycle[0], op2_wr};
-
-assign result_wr = |cycle;
-
-
-// Expand the operands to support signed & unsigned operations
-wire signed [16:0] op1_xp    = {sign_sel & op1[15], op1};
-wire signed  [8:0] op2_hi_xp = {sign_sel & op2[15], op2[15:8]};
-wire signed  [8:0] op2_lo_xp = {              1'b0, op2[7:0]};
-wire signed  [8:0] op2_xp    = cycle[0] ? op2_hi_xp : op2_lo_xp;
-
-     
-// 17x9 signed multiplication
-wire signed [25:0] product    = op1_xp * op2_xp;
-
-wire        [31:0] product_xp = cycle[0] ? {product[23:0], 8'h00} :
-                                           {{8{sign_sel & product[23]}}, product[23:0]};
-   
-// Accumulate
-wire [32:0] result_nxt  = {1'b0, result} + {1'b0, product_xp[31:0]};
-
-
-// Next register values
-assign reslo_nxt    = result_nxt[15:0];
-assign reshi_nxt    = result_nxt[31:16];
-assign sumext_s_nxt =  sign_sel ? {2{result_nxt[31]}} :
-                                  {1'b0, result_nxt[32] | sumext_s[0]};
-
-// Since the MAC is completed within 2 clock cycle,
-// an early read can happen during the second cycle.
-assign early_read   = cycle[1];
-
-`endif
-
-
-endmodule // omsp_multiplier
-
-`include "openMSP430_undefines.v"