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Load Pipeline

本章描述香山处理器 DCache Load 流水线的实现.

DCache 的 load 流水线与 load unit 的 load 流水线各流水级一一对应, 同步流动. 两者在逻辑上可以被视为同一条流水线. DCache 的 load 流水线是非阻塞的. 一旦 dcache 流水线 stage 0 接收了一条 load 指令, 这条 load 指令就不会被阻塞. 不过在出现冲突的情况下, dcache 流水线 stage 0 可能会拒绝接收 load 指令.

DCache Load 流水线的划分

Stage 0

  • 接收 load 流水线计算出的虚拟地址
  • 使用虚拟地址查询 tag
  • 使用虚拟地址查询 tag

Stage 1

  • 获得 tag 查询结果
  • 获得 meta 查询结果
  • 进行 tag 匹配
    • 判断 dcache 访问是否命中
  • 检查 tag error
  • 使用物理地址查询 data
  • 获取 PLRU 信息, 选出替换 way
  • 检查 bank 冲突
  • 生成快速唤醒信号

Stage 2

  • 更新 dcache PLRU
  • 获得 data 查询结果
  • 如果 miss, 尝试分配 MSHR (miss queue) 项
  • 检查 data error