forked from Github_Repos/cvw
460 lines
11 KiB
Systemverilog
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11 KiB
Systemverilog
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module fsm (done, load_rega, load_regb, load_regc,
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load_regd, load_regr, load_regs,
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sel_muxa, sel_muxb, sel_muxr,
|
||
|
clk, reset, start, error, op_type);
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input clk;
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||
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input reset;
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input start;
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input error;
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input op_type;
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output done;
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output load_rega;
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||
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output load_regb;
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||
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output load_regc;
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||
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output load_regd;
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||
|
output load_regr;
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||
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output load_regs;
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||
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output [2:0] sel_muxa;
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output [2:0] sel_muxb;
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output sel_muxr;
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reg done; // End of cycles
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reg load_rega; // enable for regA
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reg load_regb; // enable for regB
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reg load_regc; // enable for regC
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reg load_regd; // enable for regD
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reg load_regr; // enable for rem
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reg load_regs; // enable for q,qm,qp
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reg [2:0] sel_muxa; // Select muxA
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reg [2:0] sel_muxb; // Select muxB
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reg sel_muxr; // Select rem mux
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reg [4:0] CURRENT_STATE;
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reg [4:0] NEXT_STATE;
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parameter [4:0]
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S0=5'd0, S1=5'd1, S2=5'd2,
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||
|
S3=5'd3, S4=5'd4, S5=5'd5,
|
||
|
S6=5'd6, S7=5'd7, S8=5'd8,
|
||
|
S9=5'd9, S10=5'd10,
|
||
|
S13=5'd13, S14=5'd14, S15=5'd15,
|
||
|
S16=5'd16, S17=5'd17, S18=5'd18,
|
||
|
S19=5'd19, S20=5'd20, S21=5'd21,
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|
S22=5'd22, S23=5'd23, S24=5'd24,
|
||
|
S25=5'd25, S26=5'd26, S27=5'd27,
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||
|
S28=5'd28, S29=5'd29, S30=5'd30;
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|
||
|
always @(posedge clk)
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||
|
begin
|
||
|
if(reset==1'b1)
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||
|
CURRENT_STATE<=S0;
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||
|
else
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||
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CURRENT_STATE<=NEXT_STATE;
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||
|
end
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||
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|
always @(*)
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|
begin
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|
case(CURRENT_STATE)
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S0: // iteration 0
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begin
|
||
|
if (start==1'b0)
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||
|
begin
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||
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done = 1'b0;
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||
|
load_rega = 1'b0;
|
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|
load_regb = 1'b0;
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||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
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||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S0;
|
||
|
end
|
||
|
else if (start==1'b1 && op_type==1'b0)
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b001;
|
||
|
sel_muxb = 3'b001;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S1;
|
||
|
end // if (start==1'b1 && op_type==1'b0)
|
||
|
else if (start==1'b1 && op_type==1'b1)
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b010;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S13;
|
||
|
end
|
||
|
end // case: S0
|
||
|
S1:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b010;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S2;
|
||
|
end
|
||
|
S2: // iteration 1
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S3;
|
||
|
end
|
||
|
S3:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S4;
|
||
|
end
|
||
|
S4: // iteration 2
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S5;
|
||
|
end
|
||
|
S5:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0; // add
|
||
|
NEXT_STATE <= S6;
|
||
|
end
|
||
|
S6: // iteration 3
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S8;
|
||
|
end
|
||
|
S7:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S8;
|
||
|
end // case: S7
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|
S8: // q,qm,qp
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b1;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S9;
|
||
|
end
|
||
|
S9: // rem
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b1;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b1;
|
||
|
NEXT_STATE <= S10;
|
||
|
end
|
||
|
S10: // done
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b1;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S0;
|
||
|
end
|
||
|
S13: // start of sqrt path
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b1;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b010;
|
||
|
sel_muxb = 3'b001;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S14;
|
||
|
end
|
||
|
S14:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b001;
|
||
|
sel_muxb = 3'b100;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S15;
|
||
|
end
|
||
|
S15: // iteration 1
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S16;
|
||
|
end
|
||
|
S16:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b1;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S17;
|
||
|
end
|
||
|
S17:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b100;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S18;
|
||
|
end
|
||
|
S18: // iteration 2
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S19;
|
||
|
end
|
||
|
S19:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b1;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S20;
|
||
|
end
|
||
|
S20:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b100;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S21;
|
||
|
end
|
||
|
S21: // iteration 3
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b1;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S22;
|
||
|
end
|
||
|
S22:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b1;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b011;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S23;
|
||
|
end
|
||
|
S23:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b1;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b1;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b100;
|
||
|
sel_muxb = 3'b010;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S24;
|
||
|
end
|
||
|
S24: // q,qm,qp
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b1;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S25;
|
||
|
end
|
||
|
S25: // rem
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b1;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b011;
|
||
|
sel_muxb = 3'b110;
|
||
|
sel_muxr = 1'b1;
|
||
|
NEXT_STATE <= S26;
|
||
|
end
|
||
|
S26: // done
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b1;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S0;
|
||
|
end
|
||
|
default:
|
||
|
begin
|
||
|
done = 1'b0;
|
||
|
load_rega = 1'b0;
|
||
|
load_regb = 1'b0;
|
||
|
load_regc = 1'b0;
|
||
|
load_regd = 1'b0;
|
||
|
load_regr = 1'b0;
|
||
|
load_regs = 1'b0;
|
||
|
sel_muxa = 3'b000;
|
||
|
sel_muxb = 3'b000;
|
||
|
sel_muxr = 1'b0;
|
||
|
NEXT_STATE <= S0;
|
||
|
end
|
||
|
endcase // case(CURRENT_STATE)
|
||
|
end // always @ (CURRENT_STATE or X)
|
||
|
|
||
|
endmodule // fsm
|