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简单介绍Atomics中数学运算、逻辑运算的实现。
1. io
Atomics是一个硬件模块，他继承自Modules：
IO端口定义如下：
其中：
a. write: 是否写操作；
b. a：输入操作类型及一个操作数；
c. data_in：输入另一个操作数；
d. data_out：输出计算结果；
2. Arithmetic params
处理channel a传入的params：
Channel A上的ArithmeticData消息的params定义如下：
对应代码，可以看到params各比特的意义：
a. io.a.params(2)：如果这一位为1，则表明运算为加法运算；
b. io.a.params(1)：如果这一位为1，则表明为无符号运算；
c. io.a.params(0)：如果这一位为1，则表明为取最大值运算；如果为0，则为取最小值运算；
3. Arithmetic
数学运算逻辑的实现如下：
1) signBit
io.a.mask中的每一位对应着io.a.data中的一个字节。mask中为0的位对应的字节无效，不参与运算。mask中为1的位对应的字节才可以参与运算。那么io.a.data的符号，则由io.a.mask中最高的值为1的位对应的字节决定。
signBit的意义即为取出mask中最高的一个为1的位。只有mask中最高的值为1的位对应的比特值为1，其余比特的值都为0。这样可以作为掩码选出io.a.data中决定符号的字节。
这个左移一位相与的实现，有一个隐含条件：mask中值为1的比特要连续。
这一点由规范中对io.a.mask的要求来满足：
2) inv_d
如果是加法，则直接使用原值即可。如果是减法，则需要取反加一。
3) sum
相加：
a. 把io.a.mask中的每一位扩展为8位：FillInterleaved(8, io.a.mask)
b. 使用扩展之后的掩码去掩io.a.data，把无效的字节掩掉：FillInterleaved(8, io.a.mask) & io.a.data
c. 与inv_d相加： + inv_d
根据inv_d的取值，决定结果是和还是差：io.a.data - io.data_in = io.a.data + ~io.data_in + 1。
所以如果sum是差值，那么还需要加1才是真正的差值。
4) sign
计算输入参数的符号：
a. 输入参数x是一个UInt；
b. 取出x中每一个字节的最高位：x.toBools().grouped(8).map(_.last).toList；
c. 把最高位组成一个UInt；
d. 取出最高有效字节的最高位：& signBit；
e. 以Bool类型输出最高位：.orR()；
5) pick_a
如果运算是比较大小的话，是选择第一个参与比较的数字a，还是选择比较对象d：
如果选择较大的数，而a大于d则选择a；
6) a_bigger
a是不是比d大：
a. 如果a和d的符号不同，则取决于a_bigger_uneq的值，这个下面介绍。
b. 如果a和d的符号相同，则取决于两者之差的符号，即取决于sum的符号，及sign_s的值。
这里的一个小trick是sum并不是真正的差值，而是差值减了1的值。即：
sign_s是sum的符号，sign_s == 0等价于sum >= 0：
a - d >= 1的情况下，a一定大于d，不包括a == d的情况。
这里利用了a == d的情况下，取a或者d都是一样的，来规避求差值需要减1的逻辑消耗。
7) a_bigger_uneq
这个名字中的uneq意思就是a和d的符号不同：
A. 如果unsigned == 1：
a. 如果sign_a == 1，那么sign_d == 0，a更大，a_bigger_uneq == 1；
b. 如果sign_a == 0，那么sign_d == 0，a更小，a_bigger_uneq == 0；
B. 如果unsigned == 0：
a. 如果sign_a == 1为负数，那么sign_d == 0为正数，a更小，a_bigger_uneq == 0；
b. 如果sign_a == 0为正数，那么sign_d == 0为负数，a更大，a_bigger_uneq == 1；
可以看到a_bigger_uneq可以很好的表示两个数值的大小。
4. Logical
Logical的计算比较简单，把第一个参数和第二个参数相应的位组合在一起，总共有四种情况，组成序号0/1/2/3，根据这个序号去查表即可得到逻辑运算的结果：
5. 运算结果输出
可能输出的有四个值：0=d, 1=a, 2=sum, 3=logical
根据每一种操作（io.a.opcode决定）所需要值确定一个序号，然后再使用这个序号从序列中取值即可：
这里根据io.a.mask，逐个字节取值。无效字节使用io.data_in中的值。
标签：tilelink,字节,Rocket,mask,Atomics,sign,io,data,bigger
来源： https://www.cnblogs.com/wjcdx/p/11211457.html