Chisel3 - Tutorial - Stack

https://mp.weixin.qq.com/s/-AVJD1IfvNIJhmZM40DemA

 

实现后入先出（last in, first out）的栈。

 

参考链接：

https://github.com/ucb-bar/chisel-tutorial/blob/release/src/main/scala/examples/Stack.scala

 

1. 引入Chisel3

 

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2. 继承自Module类

 

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栈的深度作为参数传入。

 

3. 定义输入输出接口

 

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创建各项输入输出接口。

 

val dataIn = Input(UInt(32.W))

a. 使用32.W表示位宽为32位；

b. 使用UInt创建无符号整型数；

c. 使用Input/Output表示接口方向；

d. val 关键字表明定义的变量是所属匿名Bundle子类的数据成员；

 

4. 内部连接

 

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如果push置位，则把输入写入栈内存，并增加栈指针；

如果pop置位，则把栈内存写入输出，并减小栈指针；

 

1) 创建栈空间：val stack_mem = Mem(depth, UInt(32.W))

空间大小为depth。Mem创建一块可读写内存。

 

2) 创建栈指针寄存器：val sp = RegInit(0.U(log2Ceil(depth+1).W))

栈指针根据栈的深度来决定宽度，初始化值为0.

 

3) 创建输出寄存器：val out = RegInit(0.U(32.W))

该寄存器直接输出到io.dataOut输出端口。

 

5. 生成Verilog

 

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可以直接点运行符号运行。

 

也可以使用sbt shell执行：

略

 

生成Verilog如下：

​​

 

6. 测试

 

略

 

 

7. 附录

 

Stack.scala:

 

import chisel3._
import chisel3.util.log2Ceil

class Stack(val depth: Int) extends Module {
val io = IO(new Bundle {
val push = Input(Bool())
val pop = Input(Bool())
val en = Input(Bool())
val dataIn = Input(UInt(32.W))
val dataOut = Output(UInt(32.W))
})

val stack_mem = Mem(depth, UInt(32.W))
val sp = RegInit(0.U(log2Ceil(depth+1).W))
val out = RegInit(0.U(32.W))

when (io.en) {
when(io.push && (sp < depth.asUInt)) {
stack_mem(sp) := io.dataIn
sp := sp + 1.U
} .elsewhen(io.pop && (sp > 0.U)) {
sp := sp - 1.U
}
when (sp > 0.U) {
out := stack_mem(sp - 1.U)
}
}

io.dataOut := out
}

object StackMain {
def main(args: Array[String]): Unit = {
chisel3.Driver.execute(Array("--target-dir", "generated/Stack"), () => new Stack(8))
}
}