IC验证学习笔记（MCDF）实验0-MCDT_fifo 仲裁器

实验0：目标是写出MCDT的程序，也就是slave+fifo+arbiter的部分

        最终目标是实现MCDF:MCDF为多通道数据整形器（multi-channel data formatter），它可以将上行（uplink）多个通道数据经过内部的FIFO，最终以数据包（data packet）的形式送出。此外，多通道数据整形器也有寄存器的读写接口，可以支持更多的控制功能。

 从上图的MCDF结构来看主要分为如下几个部分：

上行数据的通道从端（Channel Slave），负责接收上行数据，并且存储在FIFO中。
仲裁器（Arbiter）可以选择从不同的FIFO中读取数据，进而将数据进一步传送至整形器。
整形器（Formatter）将数据按照一定的接口时序送出至下行接收端。
控制寄存器（Control Registers）有专用的寄存器读写接口，负责接收命令并且对MCDF的功能做出修改。
 

功能：数据输入到slave，储存在fifo中，由arbiter选择从哪个fifo读出数据并送出去。

分成三个模块来写：slave+fifo，arbiter，MCDT。然后写一个tb测试一下。

slave+fifo

先理清数据发送的逻辑：

1、外部数据channelx_data发送到slavex，当fifox不满则可以准备写入chx_write_ready

2、在chx_write_valid有效时才可以写入数据，在chx_write_ready准备好了才可以真的写入数据

3、当fifox不空且arbiter说read_enable可以读时才可以读出fifox里面的数据

4、每个fifox可以显示剩余容量slavex_margin

当valid为高时，表示要写入数据。如果该时钟周期ready为高，则表示已经将数据写入；如果该时钟周期ready为低，则需要等到ready为高的时钟周期才可以将数据写入。

仲裁器arbiter

 

功能：选择三个通道中的一个读取其数据并发送出去

方法：状态机。找不到之前做的哪个题也是这样的状态机，有优先级在里面，就是哪个状态先判断哪个if里面的表达式

简介：输入端是fifo的输出端，包括ready信号，数据data，数据有效性valid（fifo来的这个数据是不是有效的）；把输入过来的数据送出去，并且输出通道的id，即数据来自哪一个通道的，还有数据有效性valid（arbiter输出这个数据是不是有效的），通知fifo要哪一个通道的ackx信号

        整形器发送数据是按照数据包的形式发送的，可以选择数据包的长度有4、8、16和32。整形器必须完整发送某一个通道的数据包后，才可以转而准备发送下一个数据包，在发送数据包期间，fmt_chid和fmt_length应该保持不变，直到数据包发送完毕。
        在整形器准备发送数据包时，首先应该将fmt_req置为高，同时等待接收端的fmt_grant。当fmt_grant变为高时，应该在下一个周期将fmt_req置为低。fmt_start也必须在接收到fmt_grant高有效的下一个时钟被置为高，且需要维持一个时钟周期。在fmt_start被置为高有效的同一个周期，数据也开始传送，数据之间不允许有空闲周期，即应该连续发送数据，直到发送完最后一个数据时，fmt_end也应当被置为高并保持一个时钟周期。
        相邻的数据包之间应该至少有一个时钟周期的空闲，即fmt_end从高位被拉低以后，至少需要经过一个时钟周期，fmt_req才可以被再次置为高

控制寄存器接口时序

        在控制寄存器接口上，需要在每一个时钟解析cmd。当cmd为写指令时，需要把数据cmd_data_in写入到cmd_addr对应的寄存器中；当cmd为读指令时，即需要从cmd_addr对应的寄存器中读取数据，并在下一个周期，将数据驱动至cmd_data_out接口。