docs(frame): cpu and module
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# 整体框架
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cpu应当区分为很多个模块,每个模块应当交由 `CPU` 类进行管理。
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在配置好模块后,通过 `add_module` 函数将模块添加到 `CPU` 类中。
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这里,可以选择将 unique_ptr 传入,也可以选择将裸指针传入;对于后者,你应该自行确保内存访问安全。
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在定义每个模块时,我们认为,模块中需要存储的值由三部分构成:Input, Output 和内部隐藏的数据。
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因此,对于每个模块,你需要定义两个或三个**简单结构体**以表示这些数据,然后通过多继承的方法来定义模块。
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为了便于进行每个周期的寄存器更新,我们定义了模板类 `Module`, 你只需要继承 `Module` 类并传入你定义的结构体即可。
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例如,定义模块 A 如下:
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```cpp
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struct AInput {
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Wire<1> ready;
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Wire<32> data;
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};
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struct AOutput {
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Wire<1> valid;
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Wire<32> data;
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};
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struct AInner {
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Register<32> reg;
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};
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struct A : Module<AInput, AOutput, AInner> {
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// TODO
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};
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```
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在定义了数据之后,你需要实现模块内部的逻辑。你需要实现 `work` 虚函数,该函数将在每个周期被调用。
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```cpp
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struct A : Module<AInput, AOutput, AInner> {
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void work() override {
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// TODO
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}
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};
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```
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在实现了模块之后,你可以将模块添加到 `CPU` 类中。
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```cpp
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CPU cpu;
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std::unique_ptr<A> a = std::make_unique<A>();
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// TODO: 为 a 连线
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cpu.add_module(a);
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```
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你也可以
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```cpp
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CPU cpu;
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A a; // a's lifetime should be at least as long as cpu's
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cpu.add_module(&a);
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```
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最后,调用 `cpu.run()` 即可开始模拟。
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为了能够在结束时退出,你可以通过在 `work` 函数中抛出异常来结束模拟。
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当然,你也可以自行修改 work 函数的签名,返回一些信息并在 `run` 函数中判断是否结束模拟。
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或者,你可以在 run 函数中检查某个寄存器的值,这些大家可以自行实现。
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为了保证正确性,在最终测试中,应当保证模块执行的顺序与运行结果无关。
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