assembly - 计算单周期数据路径中的前导零

Question

众所周知，MIPS 指令集支持 clz(计数前导零)，如下所示:

clz $t0,$t1 count leading zeros t0 = # of leading zeros in t1

我正在用 verilog 编写一个单周期数据路径，只是想知道 ALU 需要支持什么才能做到这一点......有什么想法吗？

Answer 1

这是一种可能的方法(我忽略输入 0 的情况，这可能最好被视为特殊情况):

• 32 位数字中前导零的数量为:
  • 前 16 位中前导零的数量(如果前 16 位中有任何非零)；或
  • 16，如果高 16 位全为零，则加上低 16 位中前导零的数量
• 这给出了 5 位结果的最高位(忽略输入 0 的特殊情况...)。
• 现在您需要找到 16 位数字中前导零的数量，因此再次应用相同的原理。
• 等等

在 Verilog 中，它可能看起来像这样:

result[4] = (value[31:16] == 16'b0);
val16     = result[4] ? value[15:0] : value[31:16];
result[3] = (val16[15:8] == 8'b0);
val8      = result[3] ? val16[7:0] : val16[15:8];
result[2] = (val8[7:4] == 4'b0);
val4      = result[2] ? val8[3:0] : val8[7:4];
result[1] = (val4[3:2] == 2'b0);
result[0] = result[1] ? ~val4[1] : ~val4[3];