OpenCores
URL https://opencores.org/ocsvn/mips32r1/mips32r1/trunk

Subversion Repositories mips32r1

[/] [mips32r1/] [trunk/] [Hardware/] [XUPV5-LX110T_SoC/] [MIPS32-Pipelined-Hw/] [src/] [MIPS32/] [MIPS_Parameters.v] - Blame information for rev 2

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Line No. Rev Author Line
1 2 ayersg 
/*
2 
 * File         : MIPS_Parameters.v
3 
 * Project      : University of Utah, XUM Project MIPS32 core
4 
 * Creator(s)   : Grant Ayers (ayers@cs.utah.edu)
5 
 *
6 
 * Modification History:
7 
 *   Rev   Date         Initials  Description of Change
8 
 *   1.0   26-May-2012  GEA       Release version.
9 
 *
10 
 * Standards/Formatting:
11 
 *   Verilog 2001, 4 soft tab, wide column.
12 
 *
13 
 * Description:
14 
 *   Provides a language abstraction for the MIPS32-specific op-codes and
15 
 *   the processor-specific datapath, hazard, and exception bits which
16 
 *   control the processor. These parameter names are used extensively
17 
 *   throughout the processor HDL modules.
18 
 */
19 
 
20 
 
21 
/*** Exception Vector Locations ***
22 
 
23 
     When the CPU powers up or is reset, it will begin execution at 'EXC_Vector_Base_Reset'.
24 
     All other exceptions are the sum of a base address and offset:
25 
      - The base address is either a bootstrap or normal value. It is controlled by
26 
        the 'BEV' bit in the CP0 'Status' register. Both base addresses can be mapped to
27 
        the same location.
28 
      - The offset address is either a standard offset (which is always used for
29 
        non-interrupt general exceptions in this processor because it lacks TLB Refill
30 
        and Cache errors), or a special interrupt-only offset for interrupts, which is
31 
        enabled with the 'IV' bit in the CP0 'Cause' register.
32 
 
33 
     Current Setup:
34 
        General exceptions go to 0x0. Interrupts go to 0x8. Booting starts at 0x10.
35 
*/
36 
parameter [31:0] EXC_Vector_Base_Reset          = 32'h0000_0010;    // MIPS Standard is 0xBFC0_0000
37 
parameter [31:0] EXC_Vector_Base_Other_NoBoot   = 32'h0000_0000;    // MIPS Standard is 0x8000_0000
38 
parameter [31:0] EXC_Vector_Base_Other_Boot     = 32'h0000_0000;    // MIPS Standard is 0xBFC0_0200
39 
parameter [31:0] EXC_Vector_Offset_General      = 32'h0000_0000;    // MIPS Standard is 0x0000_0180
40 
parameter [31:0] EXC_Vector_Offset_Special      = 32'h0000_0008;    // MIPS Standard is 0x0000_0200
41 
 
42 
 
43 
 
44 
/*** Kernel/User Memory Areas ***
45 
 
46 
     Kernel memory starts at address 0x0. User memory starts at 'UMem_Lower' and extends to
47 
     the end of the address space.
48 
 
49 
     A distinction is made to protect against accesses to kernel memory while the processor
50 
     is in user mode. Lacking MMU hardware, these addresses are physical, not virtual.
51 
     This simple two-part division of the address space can be extended almost arbitrarily
52 
     in the Data Memory Controller. Note that there is currently no user/kernel space check
53 
     for the Instruction Memory, because it is assumed that instructions are in the kernel space.
54 
*/
55 
parameter [31:0] UMem_Lower = 32'h08000000;
56 
 
57 
 
58 
 
59 
/*** Processor Endianness ***
60 
 
61 
     MIPS32 allows user-mode addresses to be configured as big- or little-endian. For simplicity
62 
     reasons, this processor fixes the endianness to little endian. To add support for both
63 
     modes, the Data Memory Controller should be updated as well as CP0, which should change
64 
     the 'RE' bit in the Status register from a wire to a writable register.
65 
*/
66 
parameter Big_Endian = 0;
67 
 
68 
 
69 
 
70 
/*** Encodings for MIPS32 Release 1 Architecture ***/
71 
 
72 
 
73 
/* Op Code Categories */
74 
parameter [5:0] Op_Type_R   = 6'b00_0000;  // Standard R-Type instructions
75 
parameter [5:0] Op_Type_R2  = 6'b01_1100;  // Extended R-Like instructions
76 
parameter [5:0] Op_Type_BI  = 6'b00_0001;  // Branch/Trap extended instructions
77 
parameter [5:0] Op_Type_CP0 = 6'b01_0000;  // Coprocessor 0 instructions
78 
parameter [5:0] Op_Type_CP1 = 6'b01_0001;  // Coprocessor 1 instructions (not implemented)
79 
parameter [5:0] Op_Type_CP2 = 6'b01_0010;  // Coprocessor 2 instructions (not implemented)
80 
parameter [5:0] Op_Type_CP3 = 6'b01_0011;  // Coprocessor 3 instructions (not implemented)
81 
// --------------------------------------
82 
parameter [5:0] Op_Add      = Op_Type_R;
83 
parameter [5:0] Op_Addi     = 6'b00_1000;
84 
parameter [5:0] Op_Addiu    = 6'b00_1001;
85 
parameter [5:0] Op_Addu     = Op_Type_R;
86 
parameter [5:0] Op_And      = Op_Type_R;
87 
parameter [5:0] Op_Andi     = 6'b00_1100;
88 
parameter [5:0] Op_Beq      = 6'b00_0100;
89 
parameter [5:0] Op_Bgez     = Op_Type_BI;
90 
parameter [5:0] Op_Bgezal   = Op_Type_BI;
91 
parameter [5:0] Op_Bgtz     = 6'b00_0111;
92 
parameter [5:0] Op_Blez     = 6'b00_0110;
93 
parameter [5:0] Op_Bltz     = Op_Type_BI;
94 
parameter [5:0] Op_Bltzal   = Op_Type_BI;
95 
parameter [5:0] Op_Bne      = 6'b00_0101;
96 
parameter [5:0] Op_Break    = Op_Type_R;
97 
parameter [5:0] Op_Clo      = Op_Type_R2;
98 
parameter [5:0] Op_Clz      = Op_Type_R2;
99 
parameter [5:0] Op_Div      = Op_Type_R;
100 
parameter [5:0] Op_Divu     = Op_Type_R;
101 
parameter [5:0] Op_Eret     = Op_Type_CP0;
102 
parameter [5:0] Op_J        = 6'b00_0010;
103 
parameter [5:0] Op_Jal      = 6'b00_0011;
104 
parameter [5:0] Op_Jalr     = Op_Type_R;
105 
parameter [5:0] Op_Jr       = Op_Type_R;
106 
parameter [5:0] Op_Lb       = 6'b10_0000;
107 
parameter [5:0] Op_Lbu      = 6'b10_0100;
108 
parameter [5:0] Op_Lh       = 6'b10_0001;
109 
parameter [5:0] Op_Lhu      = 6'b10_0101;
110 
parameter [5:0] Op_Ll       = 6'b11_0000;
111 
parameter [5:0] Op_Lui      = 6'b00_1111;
112 
parameter [5:0] Op_Lw       = 6'b10_0011;
113 
parameter [5:0] Op_Lwl      = 6'b10_0010;
114 
parameter [5:0] Op_Lwr      = 6'b10_0110;
115 
parameter [5:0] Op_Madd     = Op_Type_R2;
116 
parameter [5:0] Op_Maddu    = Op_Type_R2;
117 
parameter [5:0] Op_Mfc0     = Op_Type_CP0;
118 
parameter [5:0] Op_Mfhi     = Op_Type_R;
119 
parameter [5:0] Op_Mflo     = Op_Type_R;
120 
parameter [5:0] Op_Movn     = Op_Type_R;
121 
parameter [5:0] Op_Movz     = Op_Type_R;
122 
parameter [5:0] Op_Msub     = Op_Type_R2;
123 
parameter [5:0] Op_Msubu    = Op_Type_R2;
124 
parameter [5:0] Op_Mtc0     = Op_Type_CP0;
125 
parameter [5:0] Op_Mthi     = Op_Type_R;
126 
parameter [5:0] Op_Mtlo     = Op_Type_R;
127 
parameter [5:0] Op_Mul      = Op_Type_R2;
128 
parameter [5:0] Op_Mult     = Op_Type_R;
129 
parameter [5:0] Op_Multu    = Op_Type_R;
130 
parameter [5:0] Op_Nor      = Op_Type_R;
131 
parameter [5:0] Op_Or       = Op_Type_R;
132 
parameter [5:0] Op_Ori      = 6'b00_1101;
133 
parameter [5:0] Op_Pref     = 6'b11_0011; // Prefetch does nothing in this implementation.
134 
parameter [5:0] Op_Sb       = 6'b10_1000;
135 
parameter [5:0] Op_Sc       = 6'b11_1000;
136 
parameter [5:0] Op_Sh       = 6'b10_1001;
137 
parameter [5:0] Op_Sll      = Op_Type_R;
138 
parameter [5:0] Op_Sllv     = Op_Type_R;
139 
parameter [5:0] Op_Slt      = Op_Type_R;
140 
parameter [5:0] Op_Slti     = 6'b00_1010;
141 
parameter [5:0] Op_Sltiu    = 6'b00_1011;
142 
parameter [5:0] Op_Sltu     = Op_Type_R;
143 
parameter [5:0] Op_Sra      = Op_Type_R;
144 
parameter [5:0] Op_Srav     = Op_Type_R;
145 
parameter [5:0] Op_Srl      = Op_Type_R;
146 
parameter [5:0] Op_Srlv     = Op_Type_R;
147 
parameter [5:0] Op_Sub      = Op_Type_R;
148 
parameter [5:0] Op_Subu     = Op_Type_R;
149 
parameter [5:0] Op_Sw       = 6'b10_1011;
150 
parameter [5:0] Op_Swl      = 6'b10_1010;
151 
parameter [5:0] Op_Swr      = 6'b10_1110;
152 
parameter [5:0] Op_Syscall  = Op_Type_R;
153 
parameter [5:0] Op_Teq      = Op_Type_R;
154 
parameter [5:0] Op_Teqi     = Op_Type_BI;
155 
parameter [5:0] Op_Tge      = Op_Type_R;
156 
parameter [5:0] Op_Tgei     = Op_Type_BI;
157 
parameter [5:0] Op_Tgeiu    = Op_Type_BI;
158 
parameter [5:0] Op_Tgeu     = Op_Type_R;
159 
parameter [5:0] Op_Tlt      = Op_Type_R;
160 
parameter [5:0] Op_Tlti     = Op_Type_BI;
161 
parameter [5:0] Op_Tltiu    = Op_Type_BI;
162 
parameter [5:0] Op_Tltu     = Op_Type_R;
163 
parameter [5:0] Op_Tne      = Op_Type_R;
164 
parameter [5:0] Op_Tnei     = Op_Type_BI;
165 
parameter [5:0] Op_Xor      = Op_Type_R;
166 
parameter [5:0] Op_Xori     = 6'b00_1110;
167 
 
168 
/* Op Code Rt fields for Branches & Traps */
169 
parameter [4:0] OpRt_Bgez   = 5'b00001;
170 
parameter [4:0] OpRt_Bgezal = 5'b10001;
171 
parameter [4:0] OpRt_Bltz   = 5'b00000;
172 
parameter [4:0] OpRt_Bltzal = 5'b10000;
173 
parameter [4:0] OpRt_Teqi   = 5'b01100;
174 
parameter [4:0] OpRt_Tgei   = 5'b01000;
175 
parameter [4:0] OpRt_Tgeiu  = 5'b01001;
176 
parameter [4:0] OpRt_Tlti   = 5'b01010;
177 
parameter [4:0] OpRt_Tltiu  = 5'b01011;
178 
parameter [4:0] OpRt_Tnei   = 5'b01110;
179 
 
180 
/* Op Code Rs fields for Coprocessors */
181 
parameter [4:0] OpRs_MF     = 5'b00000;
182 
parameter [4:0] OpRs_MT     = 5'b00100;
183 
 
184 
/* Special handling for ERET */
185 
parameter [4:0] OpRs_ERET   = 5'b10000;
186 
parameter [5:0] Funct_ERET  = 6'b011000;
187 
 
188 
/* Function Codes for R-Type Op Codes */
189 
parameter [5:0] Funct_Add     = 6'b10_0000;
190 
parameter [5:0] Funct_Addu    = 6'b10_0001;
191 
parameter [5:0] Funct_And     = 6'b10_0100;
192 
parameter [5:0] Funct_Break   = 6'b00_1101;
193 
parameter [5:0] Funct_Clo     = 6'b10_0001; // same as Addu
194 
parameter [5:0] Funct_Clz     = 6'b10_0000; // same as Add
195 
parameter [5:0] Funct_Div     = 6'b01_1010;
196 
parameter [5:0] Funct_Divu    = 6'b01_1011;
197 
parameter [5:0] Funct_Jr      = 6'b00_1000;
198 
parameter [5:0] Funct_Jalr    = 6'b00_1001;
199 
parameter [5:0] Funct_Madd    = 6'b00_0000;
200 
parameter [5:0] Funct_Maddu   = 6'b00_0001;
201 
parameter [5:0] Funct_Mfhi    = 6'b01_0000;
202 
parameter [5:0] Funct_Mflo    = 6'b01_0010;
203 
parameter [5:0] Funct_Movn    = 6'b00_1011;
204 
parameter [5:0] Funct_Movz    = 6'b00_1010;
205 
parameter [5:0] Funct_Msub    = 6'b00_0100; // same as Sllv
206 
parameter [5:0] Funct_Msubu   = 6'b00_0101;
207 
parameter [5:0] Funct_Mthi    = 6'b01_0001;
208 
parameter [5:0] Funct_Mtlo    = 6'b01_0011;
209 
parameter [5:0] Funct_Mul     = 6'b00_0010; // same as Srl
210 
parameter [5:0] Funct_Mult    = 6'b01_1000;
211 
parameter [5:0] Funct_Multu   = 6'b01_1001;
212 
parameter [5:0] Funct_Nor     = 6'b10_0111;
213 
parameter [5:0] Funct_Or      = 6'b10_0101;
214 
parameter [5:0] Funct_Sll     = 6'b00_0000;
215 
parameter [5:0] Funct_Sllv    = 6'b00_0100;
216 
parameter [5:0] Funct_Slt     = 6'b10_1010;
217 
parameter [5:0] Funct_Sltu    = 6'b10_1011;
218 
parameter [5:0] Funct_Sra     = 6'b00_0011;
219 
parameter [5:0] Funct_Srav    = 6'b00_0111;
220 
parameter [5:0] Funct_Srl     = 6'b00_0010;
221 
parameter [5:0] Funct_Srlv    = 6'b00_0110;
222 
parameter [5:0] Funct_Sub     = 6'b10_0010;
223 
parameter [5:0] Funct_Subu    = 6'b10_0011;
224 
parameter [5:0] Funct_Syscall = 6'b00_1100;
225 
parameter [5:0] Funct_Teq     = 6'b11_0100;
226 
parameter [5:0] Funct_Tge     = 6'b11_0000;
227 
parameter [5:0] Funct_Tgeu    = 6'b11_0001;
228 
parameter [5:0] Funct_Tlt     = 6'b11_0010;
229 
parameter [5:0] Funct_Tltu    = 6'b11_0011;
230 
parameter [5:0] Funct_Tne     = 6'b11_0110;
231 
parameter [5:0] Funct_Xor     = 6'b10_0110;
232 
 
233 
/* ALU Operations (Implementation) */
234 
parameter [4:0] AluOp_Add    = 5'd1;
235 
parameter [4:0] AluOp_Addu   = 5'd0;
236 
parameter [4:0] AluOp_And    = 5'd2;
237 
parameter [4:0] AluOp_Clo    = 5'd3;
238 
parameter [4:0] AluOp_Clz    = 5'd4;
239 
parameter [4:0] AluOp_Div    = 5'd5;
240 
parameter [4:0] AluOp_Divu   = 5'd6;
241 
parameter [4:0] AluOp_Madd   = 5'd7;
242 
parameter [4:0] AluOp_Maddu  = 5'd8;
243 
parameter [4:0] AluOp_Mfhi   = 5'd9;
244 
parameter [4:0] AluOp_Mflo   = 5'd10;
245 
parameter [4:0] AluOp_Msub   = 5'd13;
246 
parameter [4:0] AluOp_Msubu  = 5'd14;
247 
parameter [4:0] AluOp_Mthi   = 5'd11;
248 
parameter [4:0] AluOp_Mtlo   = 5'd12;
249 
parameter [4:0] AluOp_Mul    = 5'd15;
250 
parameter [4:0] AluOp_Mult   = 5'd16;
251 
parameter [4:0] AluOp_Multu  = 5'd17;
252 
parameter [4:0] AluOp_Nor    = 5'd18;
253 
parameter [4:0] AluOp_Or     = 5'd19;
254 
parameter [4:0] AluOp_Sll    = 5'd20;
255 
parameter [4:0] AluOp_Sllc   = 5'd21;  // Move this if another AluOp is needed
256 
parameter [4:0] AluOp_Sllv   = 5'd22;
257 
parameter [4:0] AluOp_Slt    = 5'd23;
258 
parameter [4:0] AluOp_Sltu   = 5'd24;
259 
parameter [4:0] AluOp_Sra    = 5'd25;
260 
parameter [4:0] AluOp_Srav   = 5'd26;
261 
parameter [4:0] AluOp_Srl    = 5'd27;
262 
parameter [4:0] AluOp_Srlv   = 5'd28;
263 
parameter [4:0] AluOp_Sub    = 5'd29;
264 
parameter [4:0] AluOp_Subu   = 5'd30;
265 
parameter [4:0] AluOp_Xor    = 5'd31;
266 
 
267 
 
268 
// Movc:10->11, Trap:9->10, TrapCond:8->9, RegDst:7->8
269 
 
270 
/*** Datapath ***
271 
 
272 
     All Signals are Active High. Branching and Jump signals (determined by "PCSrc"),
273 
     as well as ALU operation signals ("ALUOp") are handled by the controller and are not found here.
274 
 
275 
     Bit  Name          Description
276 
     ------------------------------
277 
     15:  PCSrc         (Instruction Type)
278 
     14:                   11: Instruction is Jump to Register
279 
                           10: Instruction is Branch
280 
                           01: Instruction is Jump to Immediate
281 
                           00: Instruction does not branch nor jump
282 
     13:  Link          (Link on Branch/Jump)
283 
     ------------------------------
284 
     12:  ALUSrc        (ALU Source) [0=ALU input B is 2nd register file output; 1=Immediate value]
285 
     11:  Movc          (Conditional Move)
286 
     10:  Trap          (Trap Instruction)
287 
     9 :  TrapCond      (Trap Condition) [0=ALU result is 0; 1=ALU result is not 0]
288 
     8 :  RegDst        (Register File Target) [0=Rt field; 1=Rd field]
289 
     ------------------------------
290 
     7 :  LLSC          (Load Linked or Store Conditional)
291 
     6 :  MemRead       (Data Memory Read)
292 
     5 :  MemWrite      (Data Memory Write)
293 
     4 :  MemHalf       (Half Word Memory Access)
294 
     3 :  MemByte       (Byte size Memory Access)
295 
     2 :  MemSignExtend (Sign Extend Read Memory) [0=Zero Extend; 1=Sign Extend]
296 
     ------------------------------
297 
     1 :  RegWrite      (Register File Write)
298 
 
299 
     ------------------------------
300 
*/
301 
parameter [15:0] DP_None        = 16'b000_00000_000000_00;    // Instructions which require nothing of the main datapath.
302 
parameter [15:0] DP_RType       = 16'b000_00001_000000_10;    // Standard R-Type
303 
parameter [15:0] DP_IType       = 16'b000_10000_000000_10;    // Standard I-Type
304 
parameter [15:0] DP_Branch      = 16'b100_00000_000000_00;    // Standard Branch
305 
parameter [15:0] DP_BranchLink  = 16'b101_00000_000000_10;    // Branch and Link
306 
parameter [15:0] DP_HiLoWr      = 16'b000_00000_000000_00;    // Write to Hi/Lo ALU register (Div,Divu,Mult,Multu,Mthi,Mtlo). Currently 'DP_None'.
307 
parameter [15:0] DP_Jump        = 16'b010_00000_000000_00;    // Standard Jump
308 
parameter [15:0] DP_JumpLink    = 16'b011_00000_000000_10;    // Jump and Link
309 
parameter [15:0] DP_JumpLinkReg = 16'b111_00000_000000_10;    // Jump and Link Register
310 
parameter [15:0] DP_JumpReg     = 16'b110_00000_000000_00;    // Jump Register
311 
parameter [15:0] DP_LoadByteS   = 16'b000_10000_010011_11;    // Load Byte Signed
312 
parameter [15:0] DP_LoadByteU   = 16'b000_10000_010010_11;    // Load Byte Unsigned
313 
parameter [15:0] DP_LoadHalfS   = 16'b000_10000_010101_11;    // Load Half Signed
314 
parameter [15:0] DP_LoadHalfU   = 16'b000_10000_010100_11;    // Load Half Unsigned
315 
parameter [15:0] DP_LoadWord    = 16'b000_10000_010000_11;    // Load Word
316 
parameter [15:0] DP_ExtWrRt     = 16'b000_00000_000000_10;    // A DP-external write to Rt
317 
parameter [15:0] DP_ExtWrRd     = 16'b000_00001_000000_10;    // A DP-external write to Rd
318 
parameter [15:0] DP_Movc        = 16'b000_01001_000000_10;    // Conditional Move
319 
parameter [15:0] DP_LoadLinked  = 16'b000_10000_110000_11;    // Load Linked
320 
parameter [15:0] DP_StoreCond   = 16'b000_10000_101000_11;    // Store Conditional
321 
parameter [15:0] DP_StoreByte   = 16'b000_10000_001010_00;    // Store Byte
322 
parameter [15:0] DP_StoreHalf   = 16'b000_10000_001100_00;    // Store Half
323 
parameter [15:0] DP_StoreWord   = 16'b000_10000_001000_00;    // Store Word
324 
parameter [15:0] DP_TrapRegCNZ  = 16'b000_00110_000000_00;    // Trap using Rs and Rt,  non-zero ALU (Tlt,  Tltu,  Tne)
325 
parameter [15:0] DP_TrapRegCZ   = 16'b000_00100_000000_00;    // Trap using RS and Rt,  zero ALU     (Teq,  Tge,   Tgeu)
326 
parameter [15:0] DP_TrapImmCNZ  = 16'b000_10110_000000_00;    // Trap using Rs and Imm, non-zero ALU (Tlti, Tltiu, Tnei)
327 
parameter [15:0] DP_TrapImmCZ   = 16'b000_10100_000000_00;    // Trap using Rs and Imm, zero ALU     (Teqi, Tgei,  Tgeiu)
328 
//--------------------------------------------------------
329 
parameter [15:0] DP_Add     = DP_RType;
330 
parameter [15:0] DP_Addi    = DP_IType;
331 
parameter [15:0] DP_Addiu   = DP_IType;
332 
parameter [15:0] DP_Addu    = DP_RType;
333 
parameter [15:0] DP_And     = DP_RType;
334 
parameter [15:0] DP_Andi    = DP_IType;
335 
parameter [15:0] DP_Beq     = DP_Branch;
336 
parameter [15:0] DP_Bgez    = DP_Branch;
337 
parameter [15:0] DP_Bgezal  = DP_BranchLink;
338 
parameter [15:0] DP_Bgtz    = DP_Branch;
339 
parameter [15:0] DP_Blez    = DP_Branch;
340 
parameter [15:0] DP_Bltz    = DP_Branch;
341 
parameter [15:0] DP_Bltzal  = DP_BranchLink;
342 
parameter [15:0] DP_Bne     = DP_Branch;
343 
parameter [15:0] DP_Break   = DP_None;
344 
parameter [15:0] DP_Clo     = DP_RType;
345 
parameter [15:0] DP_Clz     = DP_RType;
346 
parameter [15:0] DP_Div     = DP_HiLoWr;
347 
parameter [15:0] DP_Divu    = DP_HiLoWr;
348 
parameter [15:0] DP_Eret    = DP_None;
349 
parameter [15:0] DP_J       = DP_Jump;
350 
parameter [15:0] DP_Jal     = DP_JumpLink;
351 
parameter [15:0] DP_Jalr    = DP_JumpLinkReg;
352 
parameter [15:0] DP_Jr      = DP_JumpReg;
353 
parameter [15:0] DP_Lb      = DP_LoadByteS;
354 
parameter [15:0] DP_Lbu     = DP_LoadByteU;
355 
parameter [15:0] DP_Lh      = DP_LoadHalfS;
356 
parameter [15:0] DP_Lhu     = DP_LoadHalfU;
357 
parameter [15:0] DP_Ll      = DP_LoadLinked;
358 
parameter [15:0] DP_Lui     = DP_IType;
359 
parameter [15:0] DP_Lw      = DP_LoadWord;
360 
parameter [15:0] DP_Lwl     = DP_LoadWord;
361 
parameter [15:0] DP_Lwr     = DP_LoadWord;
362 
parameter [15:0] DP_Madd    = DP_HiLoWr;
363 
parameter [15:0] DP_Maddu   = DP_HiLoWr;
364 
parameter [15:0] DP_Mfc0    = DP_ExtWrRt;
365 
parameter [15:0] DP_Mfhi    = DP_ExtWrRd;
366 
parameter [15:0] DP_Mflo    = DP_ExtWrRd;
367 
parameter [15:0] DP_Movn    = DP_Movc;
368 
parameter [15:0] DP_Movz    = DP_Movc;
369 
parameter [15:0] DP_Msub    = DP_HiLoWr;
370 
parameter [15:0] DP_Msubu   = DP_HiLoWr;
371 
parameter [15:0] DP_Mtc0    = DP_None;
372 
parameter [15:0] DP_Mthi    = DP_HiLoWr;
373 
parameter [15:0] DP_Mtlo    = DP_HiLoWr;
374 
parameter [15:0] DP_Mul     = DP_RType;
375 
parameter [15:0] DP_Mult    = DP_HiLoWr;
376 
parameter [15:0] DP_Multu   = DP_HiLoWr;
377 
parameter [15:0] DP_Nor     = DP_RType;
378 
parameter [15:0] DP_Or      = DP_RType;
379 
parameter [15:0] DP_Ori     = DP_IType;
380 
parameter [15:0] DP_Pref    = DP_None; // Not Implemented
381 
parameter [15:0] DP_Sb      = DP_StoreByte;
382 
parameter [15:0] DP_Sc      = DP_StoreCond;
383 
parameter [15:0] DP_Sh      = DP_StoreHalf;
384 
parameter [15:0] DP_Sll     = DP_RType;
385 
parameter [15:0] DP_Sllv    = DP_RType;
386 
parameter [15:0] DP_Slt     = DP_RType;
387 
parameter [15:0] DP_Slti    = DP_IType;
388 
parameter [15:0] DP_Sltiu   = DP_IType;
389 
parameter [15:0] DP_Sltu    = DP_RType;
390 
parameter [15:0] DP_Sra     = DP_RType;
391 
parameter [15:0] DP_Srav    = DP_RType;
392 
parameter [15:0] DP_Srl     = DP_RType;
393 
parameter [15:0] DP_Srlv    = DP_RType;
394 
parameter [15:0] DP_Sub     = DP_RType;
395 
parameter [15:0] DP_Subu    = DP_RType;
396 
parameter [15:0] DP_Sw      = DP_StoreWord;
397 
parameter [15:0] DP_Swl     = DP_StoreWord;
398 
parameter [15:0] DP_Swr     = DP_StoreWord;
399 
parameter [15:0] DP_Syscall = DP_None;
400 
parameter [15:0] DP_Teq     = DP_TrapRegCZ;
401 
parameter [15:0] DP_Teqi    = DP_TrapImmCZ;
402 
parameter [15:0] DP_Tge     = DP_TrapRegCZ;
403 
parameter [15:0] DP_Tgei    = DP_TrapImmCZ;
404 
parameter [15:0] DP_Tgeiu   = DP_TrapImmCZ;
405 
parameter [15:0] DP_Tgeu    = DP_TrapRegCZ;
406 
parameter [15:0] DP_Tlt     = DP_TrapRegCNZ;
407 
parameter [15:0] DP_Tlti    = DP_TrapImmCNZ;
408 
parameter [15:0] DP_Tltiu   = DP_TrapImmCNZ;
409 
parameter [15:0] DP_Tltu    = DP_TrapRegCNZ;
410 
parameter [15:0] DP_Tne     = DP_TrapRegCNZ;
411 
parameter [15:0] DP_Tnei    = DP_TrapImmCNZ;
412 
parameter [15:0] DP_Xor     = DP_RType;
413 
parameter [15:0] DP_Xori    = DP_IType;
414 
 
415 
 
416 
 
417 
 
418 
/*** Exception Information ***
419 
 
420 
     All signals are Active High.
421 
 
422 
     Bit  Meaning
423 
     ------------
424 
     2:   Instruction can cause exceptions in ID
425 
     1:   Instruction can cause exceptions in EX
426 
     0:   Instruction can cause exceptions in MEM
427 
*/
428 
parameter [2:0] EXC_None = 3'b000;
429 
parameter [2:0] EXC_ID   = 3'b100;
430 
parameter [2:0] EXC_EX   = 3'b010;
431 
parameter [2:0] EXC_MEM  = 3'b001;
432 
//--------------------------------
433 
parameter [2:0] EXC_Add     = EXC_EX;
434 
parameter [2:0] EXC_Addi    = EXC_EX;
435 
parameter [2:0] EXC_Addiu   = EXC_None;
436 
parameter [2:0] EXC_Addu    = EXC_None;
437 
parameter [2:0] EXC_And     = EXC_None;
438 
parameter [2:0] EXC_Andi    = EXC_None;
439 
parameter [2:0] EXC_Beq     = EXC_None;
440 
parameter [2:0] EXC_Bgez    = EXC_None;
441 
parameter [2:0] EXC_Bgezal  = EXC_None;
442 
parameter [2:0] EXC_Bgtz    = EXC_None;
443 
parameter [2:0] EXC_Blez    = EXC_None;
444 
parameter [2:0] EXC_Bltz    = EXC_None;
445 
parameter [2:0] EXC_Bltzal  = EXC_None;
446 
parameter [2:0] EXC_Bne     = EXC_None;
447 
parameter [2:0] EXC_Break   = EXC_ID;
448 
parameter [2:0] EXC_Clo     = EXC_None;
449 
parameter [2:0] EXC_Clz     = EXC_None;
450 
parameter [2:0] EXC_Div     = EXC_None;
451 
parameter [2:0] EXC_Divu    = EXC_None;
452 
parameter [2:0] EXC_Eret    = EXC_ID;
453 
parameter [2:0] EXC_J       = EXC_None;
454 
parameter [2:0] EXC_Jal     = EXC_None;
455 
parameter [2:0] EXC_Jalr    = EXC_None;
456 
parameter [2:0] EXC_Jr      = EXC_None;
457 
parameter [2:0] EXC_Lb      = EXC_MEM;
458 
parameter [2:0] EXC_Lbu     = EXC_MEM;
459 
parameter [2:0] EXC_Lh      = EXC_MEM;
460 
parameter [2:0] EXC_Lhu     = EXC_MEM;
461 
parameter [2:0] EXC_Ll      = EXC_MEM;
462 
parameter [2:0] EXC_Lui     = EXC_None;
463 
parameter [2:0] EXC_Lw      = EXC_MEM;
464 
parameter [2:0] EXC_Lwl     = EXC_MEM;
465 
parameter [2:0] EXC_Lwr     = EXC_MEM;
466 
parameter [2:0] EXC_Madd    = EXC_None;
467 
parameter [2:0] EXC_Maddu   = EXC_None;
468 
parameter [2:0] EXC_Mfc0    = EXC_ID;
469 
parameter [2:0] EXC_Mfhi    = EXC_None;
470 
parameter [2:0] EXC_Mflo    = EXC_None;
471 
parameter [2:0] EXC_Movn    = EXC_None;
472 
parameter [2:0] EXC_Movz    = EXC_None;
473 
parameter [2:0] EXC_Msub    = EXC_None;
474 
parameter [2:0] EXC_Msubu   = EXC_None;
475 
parameter [2:0] EXC_Mtc0    = EXC_ID;
476 
parameter [2:0] EXC_Mthi    = EXC_None;
477 
parameter [2:0] EXC_Mtlo    = EXC_None;
478 
parameter [2:0] EXC_Mul     = EXC_None;
479 
parameter [2:0] EXC_Mult    = EXC_None;
480 
parameter [2:0] EXC_Multu   = EXC_None;
481 
parameter [2:0] EXC_Nor     = EXC_None;
482 
parameter [2:0] EXC_Or      = EXC_None;
483 
parameter [2:0] EXC_Ori     = EXC_None;
484 
parameter [2:0] EXC_Pref    = EXC_None; // XXX
485 
parameter [2:0] EXC_Sb      = EXC_MEM;
486 
parameter [2:0] EXC_Sc      = EXC_MEM;
487 
parameter [2:0] EXC_Sh      = EXC_MEM;
488 
parameter [2:0] EXC_Sll     = EXC_None;
489 
parameter [2:0] EXC_Sllv    = EXC_None;
490 
parameter [2:0] EXC_Slt     = EXC_None;
491 
parameter [2:0] EXC_Slti    = EXC_None;
492 
parameter [2:0] EXC_Sltiu   = EXC_None;
493 
parameter [2:0] EXC_Sltu    = EXC_None;
494 
parameter [2:0] EXC_Sra     = EXC_None;
495 
parameter [2:0] EXC_Srav    = EXC_None;
496 
parameter [2:0] EXC_Srl     = EXC_None;
497 
parameter [2:0] EXC_Srlv    = EXC_None;
498 
parameter [2:0] EXC_Sub     = EXC_EX;
499 
parameter [2:0] EXC_Subu    = EXC_None;
500 
parameter [2:0] EXC_Sw      = EXC_MEM;
501 
parameter [2:0] EXC_Swl     = EXC_MEM;
502 
parameter [2:0] EXC_Swr     = EXC_MEM;
503 
parameter [2:0] EXC_Syscall = EXC_ID;
504 
parameter [2:0] EXC_Teq     = EXC_MEM;
505 
parameter [2:0] EXC_Teqi    = EXC_MEM;
506 
parameter [2:0] EXC_Tge     = EXC_MEM;
507 
parameter [2:0] EXC_Tgei    = EXC_MEM;
508 
parameter [2:0] EXC_Tgeiu   = EXC_MEM;
509 
parameter [2:0] EXC_Tgeu    = EXC_MEM;
510 
parameter [2:0] EXC_Tlt     = EXC_MEM;
511 
parameter [2:0] EXC_Tlti    = EXC_MEM;
512 
parameter [2:0] EXC_Tltiu   = EXC_MEM;
513 
parameter [2:0] EXC_Tltu    = EXC_MEM;
514 
parameter [2:0] EXC_Tne     = EXC_MEM;
515 
parameter [2:0] EXC_Tnei    = EXC_MEM;
516 
parameter [2:0] EXC_Xor     = EXC_None;
517 
parameter [2:0] EXC_Xori    = EXC_None;
518 
 
519 
 
520 
 
521 
 
522 
/*** Hazard & Forwarding Datapath ***
523 
 
524 
     All signals are Active High.
525 
 
526 
     Bit  Meaning
527 
     ------------
528 
     7:   Wants Rs by ID
529 
     6:   Needs Rs by ID
530 
     5:   Wants Rt by ID
531 
     4:   Needs Rt by ID
532 
     3:   Wants Rs by EX
533 
     2:   Needs Rs by EX
534 
     1:   Wants Rt by EX
535 
     0:   Needs Rt by EX
536 
*/
537 
parameter [7:0] HAZ_Nothing  = 8'b00000000; // Jumps, Lui, Mfhi/lo, special, etc.
538 
parameter [7:0] HAZ_IDRsIDRt = 8'b11110000; // Beq, Bne, Traps
539 
parameter [7:0] HAZ_IDRs     = 8'b11000000; // Most branches, Jumps to registers
540 
parameter [7:0] HAZ_IDRt     = 8'b00110000; // Mtc0
541 
parameter [7:0] HAZ_IDRtEXRs = 8'b10111100; // Movn, Movz
542 
parameter [7:0] HAZ_EXRsEXRt = 8'b10101111; // Many R-Type ops
543 
parameter [7:0] HAZ_EXRs     = 8'b10001100; // Immediates: Loads, Clo/z, Mthi/lo, etc.
544 
parameter [7:0] HAZ_EXRsWRt  = 8'b10101110; // Stores
545 
parameter [7:0] HAZ_EXRt     = 8'b00100011; // Shifts using Shamt field
546 
//-----------------------------------------
547 
parameter [7:0] HAZ_Add     = HAZ_EXRsEXRt;
548 
parameter [7:0] HAZ_Addi    = HAZ_EXRs;
549 
parameter [7:0] HAZ_Addiu   = HAZ_EXRs;
550 
parameter [7:0] HAZ_Addu    = HAZ_EXRsEXRt;
551 
parameter [7:0] HAZ_And     = HAZ_EXRsEXRt;
552 
parameter [7:0] HAZ_Andi    = HAZ_EXRs;
553 
parameter [7:0] HAZ_Beq     = HAZ_IDRsIDRt;
554 
parameter [7:0] HAZ_Bgez    = HAZ_IDRs;
555 
parameter [7:0] HAZ_Bgezal  = HAZ_IDRs;
556 
parameter [7:0] HAZ_Bgtz    = HAZ_IDRs;
557 
parameter [7:0] HAZ_Blez    = HAZ_IDRs;
558 
parameter [7:0] HAZ_Bltz    = HAZ_IDRs;
559 
parameter [7:0] HAZ_Bltzal  = HAZ_IDRs;
560 
parameter [7:0] HAZ_Bne     = HAZ_IDRsIDRt;
561 
parameter [7:0] HAZ_Break   = HAZ_Nothing;
562 
parameter [7:0] HAZ_Clo     = HAZ_EXRs;
563 
parameter [7:0] HAZ_Clz     = HAZ_EXRs;
564 
parameter [7:0] HAZ_Div     = HAZ_EXRsEXRt;
565 
parameter [7:0] HAZ_Divu    = HAZ_EXRsEXRt;
566 
parameter [7:0] HAZ_Eret    = HAZ_Nothing;
567 
parameter [7:0] HAZ_J       = HAZ_Nothing;
568 
parameter [7:0] HAZ_Jal     = HAZ_Nothing;
569 
parameter [7:0] HAZ_Jalr    = HAZ_IDRs;
570 
parameter [7:0] HAZ_Jr      = HAZ_IDRs;
571 
parameter [7:0] HAZ_Lb      = HAZ_EXRs;
572 
parameter [7:0] HAZ_Lbu     = HAZ_EXRs;
573 
parameter [7:0] HAZ_Lh      = HAZ_EXRs;
574 
parameter [7:0] HAZ_Lhu     = HAZ_EXRs;
575 
parameter [7:0] HAZ_Ll      = HAZ_EXRs;
576 
parameter [7:0] HAZ_Lui     = HAZ_Nothing;
577 
parameter [7:0] HAZ_Lw      = HAZ_EXRs;
578 
parameter [7:0] HAZ_Lwl     = HAZ_EXRsEXRt;
579 
parameter [7:0] HAZ_Lwr     = HAZ_EXRsEXRt;
580 
parameter [7:0] HAZ_Madd    = HAZ_EXRsEXRt;
581 
parameter [7:0] HAZ_Maddu   = HAZ_EXRsEXRt;
582 
parameter [7:0] HAZ_Mfc0    = HAZ_Nothing;
583 
parameter [7:0] HAZ_Mfhi    = HAZ_Nothing;
584 
parameter [7:0] HAZ_Mflo    = HAZ_Nothing;
585 
parameter [7:0] HAZ_Movn    = HAZ_IDRtEXRs;
586 
parameter [7:0] HAZ_Movz    = HAZ_IDRtEXRs;
587 
parameter [7:0] HAZ_Msub    = HAZ_EXRsEXRt;
588 
parameter [7:0] HAZ_Msubu   = HAZ_EXRsEXRt;
589 
parameter [7:0] HAZ_Mtc0    = HAZ_IDRt;
590 
parameter [7:0] HAZ_Mthi    = HAZ_EXRs;
591 
parameter [7:0] HAZ_Mtlo    = HAZ_EXRs;
592 
parameter [7:0] HAZ_Mul     = HAZ_EXRsEXRt;
593 
parameter [7:0] HAZ_Mult    = HAZ_EXRsEXRt;
594 
parameter [7:0] HAZ_Multu   = HAZ_EXRsEXRt;
595 
parameter [7:0] HAZ_Nor     = HAZ_EXRsEXRt;
596 
parameter [7:0] HAZ_Or      = HAZ_EXRsEXRt;
597 
parameter [7:0] HAZ_Ori     = HAZ_EXRs;
598 
parameter [7:0] HAZ_Pref    = HAZ_Nothing; // XXX
599 
parameter [7:0] HAZ_Sb      = HAZ_EXRsWRt;
600 
parameter [7:0] HAZ_Sc      = HAZ_EXRsWRt;
601 
parameter [7:0] HAZ_Sh      = HAZ_EXRsWRt;
602 
parameter [7:0] HAZ_Sll     = HAZ_EXRt;
603 
parameter [7:0] HAZ_Sllv    = HAZ_EXRsEXRt;
604 
parameter [7:0] HAZ_Slt     = HAZ_EXRsEXRt;
605 
parameter [7:0] HAZ_Slti    = HAZ_EXRs;
606 
parameter [7:0] HAZ_Sltiu   = HAZ_EXRs;
607 
parameter [7:0] HAZ_Sltu    = HAZ_EXRsEXRt;
608 
parameter [7:0] HAZ_Sra     = HAZ_EXRt;
609 
parameter [7:0] HAZ_Srav    = HAZ_EXRsEXRt;
610 
parameter [7:0] HAZ_Srl     = HAZ_EXRt;
611 
parameter [7:0] HAZ_Srlv    = HAZ_EXRsEXRt;
612 
parameter [7:0] HAZ_Sub     = HAZ_EXRsEXRt;
613 
parameter [7:0] HAZ_Subu    = HAZ_EXRsEXRt;
614 
parameter [7:0] HAZ_Sw      = HAZ_EXRsWRt;
615 
parameter [7:0] HAZ_Swl     = HAZ_EXRsWRt;
616 
parameter [7:0] HAZ_Swr     = HAZ_EXRsWRt;
617 
parameter [7:0] HAZ_Syscall = HAZ_Nothing;
618 
parameter [7:0] HAZ_Teq     = HAZ_EXRsEXRt;
619 
parameter [7:0] HAZ_Teqi    = HAZ_EXRs;
620 
parameter [7:0] HAZ_Tge     = HAZ_EXRsEXRt;
621 
parameter [7:0] HAZ_Tgei    = HAZ_EXRs;
622 
parameter [7:0] HAZ_Tgeiu   = HAZ_EXRs;
623 
parameter [7:0] HAZ_Tgeu    = HAZ_EXRsEXRt;
624 
parameter [7:0] HAZ_Tlt     = HAZ_EXRsEXRt;
625 
parameter [7:0] HAZ_Tlti    = HAZ_EXRs;
626 
parameter [7:0] HAZ_Tltiu   = HAZ_EXRs;
627 
parameter [7:0] HAZ_Tltu    = HAZ_EXRsEXRt;
628 
parameter [7:0] HAZ_Tne     = HAZ_EXRsEXRt;
629 
parameter [7:0] HAZ_Tnei    = HAZ_EXRs;
630 
parameter [7:0] HAZ_Xor     = HAZ_EXRsEXRt;
631 
parameter [7:0] HAZ_Xori    = HAZ_EXRs;
632 
 

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