集成电路流片随笔26：tinyriscv的三级流水线细则pc

`include "defines.v"

// PC寄存器模块
module pc_reg(

    input wire clk,
    input wire rst,

    input wire jump_flag_i,                 // 跳转标志
    input wire[`InstAddrBus] jump_addr_i,   // 跳转地址
    input wire[`Hold_Flag_Bus] hold_flag_i, // 流水线暂停标志
    input wire jtag_reset_flag_i,           // 复位标志

    output reg[`InstAddrBus] pc_o           // PC指针

    );


    always @ (posedge clk) begin
        // 复位
        if (rst == `RstEnable || jtag_reset_flag_i == 1'b1) begin
            pc_o <= `CpuResetAddr;
        // 跳转
        end else if (jump_flag_i == `JumpEnable) begin
            pc_o <= jump_addr_i;
        // 暂停
        end else if (hold_flag_i >= `Hold_Pc) begin
            pc_o <= pc_o;
        // 地址加4
        end else begin
            pc_o <= pc_o + 4'h4;
        end
    end

endmodule

📌 模块功能概述

pc_reg模块负责控制指令地址（PC）的更新。它根据以下几种情况更新或保持PC值：

1. 复位（Reset）
2. 跳转（Jump）
3. 流水线暂停（Hold）
4. 正常递增

📥 输入端口解释

📤 输出端口

🔁 always 块说明

always @ (posedge clk)

在每个时钟上升沿，根据以下优先级更新 PC 值：

🥇 1. 复位信号优先

if (rst == `RstEnable || jtag_reset_flag_i == 1'b1)
    pc_o <= `CpuResetAddr;

当外部复位或JTAG调试复位触发时，PC重置为预设地址（如：0x00000000）。

🥈 2. 跳转信号

else if (jump_flag_i == `JumpEnable)
    pc_o <= jump_addr_i;

当检测到跳转请求时，将PC设置为跳转目标地址。

🥉 3. 流水线暂停（Hold）

else if (hold_flag_i >= `Hold_Pc)
    pc_o <= pc_o; // 保持不变

如果当前需要暂停（如因为缓存未命中或其他流水线控制信号），保持PC值不变。

🏁 4. 正常执行（地址加4）

else
    pc_o <= pc_o + 4'h4;

如果无跳转或暂停，PC递增4字节，执行下一条指令。

✅ 总结：状态机行为