https://mp.weixin.qq.com/s/6McbqOKM4fu4J5vdpZvxKw

 
简单介绍异步队列(AsyncQueue)的实现。
 
0. 异步队列
 
异步队列的两端分属不同的时钟域,拥有各自的复位逻辑。
异步队列用于存值的一端为上游端(source),用于取值的一端为下游端(sink)。
 
1. AsyncQueueParams
 
异步队列的参数,包含如下几项:
a. depth
 
队列深度,表示队列可以存储几个元素;
 
b. sync
 
表示流水线的级数。
 
c. safe
 
使用valid来标识ridx和widx是否合法;是否要把一端的reset同步到另一端。
 
d. narrow
 
标识数据同步通道的宽度。如果数据同步通道为窄,则每次只同步一个数据。否则,为所有数据提供同步通道。
 
2. AsyncBundleSafety
 
 
safe相关要在队列两端同步的信号(这里略去不做详细介绍):
 
个人认为更名为AsyncSafetyBundle更好,因为本质上是一个Bundle,Safety是修饰词,前置为宜。如白马和马白不是同一个意思。
 
3. AsyncBundle
 
要在队列两端同步的数据,包括:
a. 待读取元素的索引号:ridx;
b. 待写入元素的索引号:widx;
c. 数据:mem;
d. 数据索引号:index;
e. safe相关的bundle(valid和reset);
 
c和d重构如下:
如果数据同步通道为窄通道,则mem这个Vec只包含1个元素,而index则是当前数据通道中元素的索引号。
如果数据同步通道为宽通道,则mem这个Vec包含depth个元素,每一个元素都有自己的同步通道,就不需要index来指示元素索引号了,所以此时index为None。
 
PS. option是一个隐式方法,定义如下:
 
4. GrayCounter
 
格雷码计数器。
 
5. AsyncValidSync
 
用于支持AsyncBundleSafety,这里不做具体介绍。
 
6. AsyncQueueSource
 
异步队列的上游端。上游端写数据。
 
1) io
 
a. enq:输入;
b. async:用于数据同步的端口;
 
2) 实现
 
a. enq
 
当对方valid,而我方ready,亦即io.enq.fire()时,把io.enq.bits存入mem中。
 
注意,此index为新定义的index,非io.async.index:
 
b. mem
 
也要注意区分mem和io.async.mem。
 
mem的定义为:
存储的元素个数为队列深度params.depth。
 
根据数据同步通道的宽窄,来决定同步一个,还是全部同步:
 
c. widx
 
source端为写端,widx是一个格雷码计数器,会被同步到sink端:
 
d. ridx
 
读取的元素索引号。sink端为读端。ridx从sink端同步而来。
 
e. ready
 
队列不满,则可以ready。
可以看到io.enq.ready也取决于sink_ready。在不考虑safe的情况下,sink_ready一直为true。
 
7. AsyncQueueSink
 
与AsyncQueueSource对应,这里略去。
 
8. FromAsyncBundle
 
x是一个AsyncBundle,构造一个sink端与之连接。从AsyncBundle到DecoupledIO,即From AsyncBundle to DecoupledIO。
 
9. ToAsyncBundle
 
x是一个ReadyValidIO,构造一个source端与之连接。从ReadyValidIO到AsyncBundle,即To AsyncBundle from ReadyValidIO。
 
10. AsyncQueue
 
创建异步队列的两端,并把它们相连。
 
CrossingIO定义如下:

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