本节主要介绍xiangshan BPU内部是如何整合子预测器的；
xiangshan BPU内部所有子预测器都被包在composer的结构中，且composer和内部所有子预测器具有相同的接口。因此BPU top层只需要关注和composer交互；
要是有时间的话，可以考虑简单学习一下chisel，就会发现子预测器和composer都是继承的相同base类；

BPU 顶层会为流水线提供预测所需要的信息。首先是 PC 和分支历史记录（包括全局历史和全局折叠历史），BPU_top 会和 Composer 之间连接一些流水线控制信号，最后 BPU 将外部输入的重定向请求接口和更新接口直接连接至 Composer。

1.1 子预测器接口信号

简单子预测器接口的定义：

1 in

• s1,s2,s3这三个通道(即各自对应每个clk)的预测信息输入
  redirect_
  update_
• s0_pc需要预测的PC
• ghist全局历史
• folded_hist全局历史

2 out

• s1,s2,s3预测信息输出

3 流水线控制信号

• s0_fire, s1_fire, s2_fire，s3_fire相应流水级的控制信号，是由ready和valid；
• s2_redirect,s3_redirect后续流水级发现预测错误时重定向信号
• s1_ready，s2_ready，s3_ready子预测器相应流水级是否就绪；

4 update更新请求

update更新相关信号；

5 redirect重定向请求

redirect重定向信号；

1.2 预测器接口连接

对于子预测器来说，预测器结果的连接方式是：预测结果输出是下一个预测器的输入。
注意的是：这种连接是组合电路的连接，而没有时序的影响

这个图我没太看懂，以s1通道为例，从输入到最后一个预测器输出，中间全都是组合电路，不受时序影响。寄存器只在S1，S2和S3通道之间存在。

1.3 分支预测单元时序介绍

1.3.1 一周期无空泡预测

uFTB是香山BPU子预测器中只需要一个周期便可以产生预测结果的预测器。
s0_pc在顶层送入，s1周期生效时，s1_pc保存上一周期的s0_pc;
在s1周期生效时，uFTB会接收到本周期传来的s1_fire控制使能信号，并根据s1_pc值，在本周期内生成预测结果，在预测结果中产生心的PC值；
由上图可知，BPU Top顶层拿到uFTB产生的下一个PC的值即（即target），然后送到npc_Gen(即新PC生成器)中，用于产生下一个周期的s0_pc.
因此，下一周期，uFTB获取到新的PC值，并开始新PC值预测块–target的产生。

1.3.2 预测结果重定向

BPU Top将s2的预测结果与上周期S1的预测结果进行比较；若s2与上一周期s1的的预测结果不同，会采信s2的结果，npc_gen将使用s2所提供的target作为新的s0_pc。

Diff 比较器通过获取 s1 周期的预测结果，与 s1 周期的预测结果进行对比产生 diff 信号，指导 npc_Gen 进行下一条 pc 的生成。与此同时，diff信号指示了 s1 阶段的预测结果发生错误，可直接用于 BPU 发往 FTQ 的预测结果中 s2 通道的预测结果重定向通道，指导 FTQ 覆盖之前的预测结果。

Diff信号还会通过 s2_redirect 接口送往每个子预测器，指导子预测器进行状态的更新。除此之外，当 s2 预测结果重定向发生时，说明 s1 通道预测结果已经发生错误，s2 阶段不能继续进行预测，需及时将子预测器流水线控制信号 s2_fire 置为无效，并等待纠正后的预测结果流入。
S3预测结果的重定向和这样类似。

只有当三个阶段的预测信息都错误时，才会产生有外部重定向请求发生，此时 npc_Gen 会接收到来自重定向请求中的 pc 地址。由于当重定向请求发生时，我们认为三阶段均预测错误，因此需要将三个阶段的 fire 信号全部置为无效，然后 npc_Gen 采用重定向请求中需要恢复的 PC，重新开始预测。

1.4 相关使能信号

由上面的diff信号比较等，可以得到以下一些信号：

• s0_fire, s1_fire, s2_fire, s3_fire 指示每个流水级是否工作
• s2_redirect, s3_redirect 指示是否有预测结果重定向发生
• s1_ready, s2_ready, s3_ready 子预测器发给BPU顶层，表示相应流水级是否就绪

以上是BPU Top顶层控制信号及与内子预测器的信号联系；