Alu.hs

   1 module Alu where
   2 import qualified Sim
   3 import CLasH.HardwareTypes hiding (fst,snd)
   4 import CLasH.Translator.Annotations
   5 import qualified Prelude as P
   6
   7 fst (a, b) = a
   8 snd (a, b) = b
   9
  10 main = Sim.simulate exec program initial_state
  11 mainIO = Sim.simulateIO exec initial_state
  12
  13 dontcare = Low
  14
  15 program = [
  16             -- (addr, we, op)
  17             (High, Low, High), -- z = r1 and t (0) ; t = r1 (1)
  18             (Low, Low, Low), -- z = r0 or t (1); t = r0 (0)
  19             (Low, High, dontcare), -- r0 = z (1)
  20             (High, Low, High), -- z = r1 and t (0); t = r1 (1)
  21             (High, High, dontcare) -- r1 = z (0)
  22           ]
  23
  24 --initial_state = (Regs Low High, Low, Low)
  25 initial_state = State (State (0, 1), 0, 0)
  26
  27 type Word = SizedWord D4
  28 -- Register bank
  29 type RegAddr = Bit
  30 type RegisterBankState = State (Word, Word)
  31 --data RegisterBankState = Regs { r0, r1 :: Bit} deriving (Show)
  32
  33 {-# NOINLINE register_bank #-}
  34 register_bank ::
  35   RegAddr -- ^ Address
  36   -> Bit -- ^ Write Enable
  37   -> Word -- ^ Data
  38   -> RegisterBankState -> -- State
  39   (RegisterBankState, Word) -- (State', Output)
  40
  41 register_bank addr we d (State s) = (State s', o)
  42   where
  43     s' = case we of
  44       Low -> s -- Read
  45       High -> -- Write
  46         let
  47           (r0, r1) = s
  48           r0' = case addr of Low -> d; High -> r0
  49           r1' = case addr of High -> d; Low -> r1
  50         in (r0', r1')
  51     o = case we of
  52       -- Read
  53       Low -> case addr of Low -> fst s; High -> snd s
  54       -- Write
  55       High -> 0 -- Don't output anything useful
  56
  57 -- ALU
  58
  59 type AluOp = Bit
  60
  61 alu :: AluOp -> Word -> Word -> Word
  62 {-# NOINLINE alu #-}
  63 --alu High a b = a `hwand` b
  64 --alu Low a b = a `hwor` b
  65 alu High a b = a + b
  66 alu Low a b = a - b
  67
  68 type ExecState = State (RegisterBankState, Word, Word)
  69 exec :: (RegAddr, Bit, AluOp) -> ExecState -> (ExecState, Word)
  70
  71 {-# ANN exec TopEntity #-}
  72 -- Read & Exec
  73 exec (addr, we, op) (State s) =
  74   (State s', z')
  75   where
  76     (reg_s, t, z) = s
  77     (reg_s', t') = register_bank addr we z reg_s
  78     z' = alu op t' t
  79     s' = (reg_s', t', z')
  80
  81 -- vim: set ts=8 sw=2 sts=2 expandtab: