chisel常用函数备忘录

编码器

PriorityEncoder

PriorityEncoder 是 Chisel 中一个用于优先编码的函数。它接受一个布尔向量，返回其优先级最高（即索引最小）的高位的索引值。其常见用法包括处理多路选择器、优先级调度等场景。

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import chisel3._
import chisel3.util._

class PriorityEncoderExample extends Module {
  val io = IO(new Bundle {
    val in  = Input(UInt(8.W))  // 8位输入
    val out = Output(UInt(3.W)) // 输出优先级编码的索引
  })

  io.out := PriorityEncoder(io.in)
}

• 输入 io.in = "b00100100".U 时：
  • PriorityEncoder 返回值是 2（因为第 2 位的 1 是优先级最高的高位）。

PriorityEncoderOH

PriorityEncoderOH 是 Chisel 提供的一个优先编码器的变体，与 PriorityEncoder 类似，但输出的是 One-Hot 编码。这意味着输出的结果中只有一个位是 1，表示输入向量中优先级最高的高位，而其他位为 0。

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import chisel3._
import chisel3.util._

class PriorityEncoderOHExample extends Module {
  val io = IO(new Bundle {
    val in  = Input(UInt(8.W))  // 8 位输入
    val out = Output(UInt(8.W)) // 输出 One-Hot 编码
  })

  io.out := PriorityEncoderOH(io.in)
}

输入和输出示例如下：

• 输入 io.in = "b00100100".U 时：
  • PriorityEncoderOH 返回 0b00000100.U（表示索引 2）。
• 输入 io.in = "b00000000".U 时：
  • 返回 0b00000000.U（没有优先级高的位）。

仲裁器

Arbiter

Arbiter 是 Chisel 中一个用于仲裁多个请求（requests）的模块。它会根据指定的优先级（默认为固定优先级）选择一个请求，将其授予（grant），同时输出该请求对应的数据。Arbiter 的常见用途是资源共享场景，例如多个模块竞争一个总线或处理器的访问权。

Arbiter 的工作原理
输入仲裁:

• 根据优先级选择一个有效请求（valid 为真）。
• 默认优先级是固定的，从编号 0 开始，编号越小优先级越高。
  输出:
• 输出被授予的请求数据到 io.out.bits。
• 将授予的请求编号输出到 io.chosen。

示例代码：

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import chisel3._
import chisel3.util._

class ArbiterExample extends Module {
  val io = IO(new Bundle {
    val reqs = Input(Vec(4, DecoupledIO(UInt(8.W)))) // 4 个输入请求
    val grant = Output(DecoupledIO(UInt(8.W)))      // 输出授予的请求
    val chosen = Output(UInt(2.W))                 // 授予请求的索引
  })

  val arbiter = Module(new Arbiter(UInt(8.W), 4))  // 4 路仲裁器

  // 连接输入请求到 Arbiter
  arbiter.io.in <> io.reqs

  // 连接 Arbiter 输出
  io.grant <> arbiter.io.out
  io.chosen := arbiter.io.chosen
}

• 如果输入请求为：

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reqs(0).valid = true,  reqs(0).bits = 42
reqs(1).valid = false
reqs(2).valid = true,  reqs(2).bits = 100
reqs(3).valid = true,  reqs(3).bits = 7

则：

• 输出 grant.bits = 42（优先级最高的请求是第 0 路）。
• 输出 chosen = 0。

动态优先级（RoundRobinArbiter）

与Arbiter类似，会轮流授予每个请求优先权。

队列