----------------------------------------------------------------------------------
-- Company:  INSA-Toulouse
-- Engineer: Paul Faure
-- 
-- Create Date: 15.04.2021 08:23:48
-- Module Name: BancRegistres - Behavioral
-- Project Name: Processeur sécurisé
-- Target Devices: Basys 3 ARTIX7
-- Tool Versions: Vivado 2016.4
-- Description: Banc de registre
-- 
-- Dependencies: None
--
-- Comments : 
--    - Il est possible de lire 3 registres en simultané
--    - Si on souhaite lire et ecrire dans un même registre, l'écriture est prioritaire
----------------------------------------------------------------------------------


library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity BancRegistres is
    Generic (Nb_bits : Natural; -- Taille d'un mot dans un registre
             Addr_size : Natural; -- Nombres de bits nécessaires pour adresser les registres
             Nb_regs : Natural); -- Nombre de registre
    Port ( AddrA : in STD_LOGIC_VECTOR (Addr_size-1 downto 0); -- Adresse (numéro) du registre A à lire
           AddrB : in STD_LOGIC_VECTOR (Addr_size-1 downto 0); -- Adresse (numéro) du registre B à lire
           AddrC : in STD_LOGIC_VECTOR (Addr_size-1 downto 0); -- Adresse (numéro) du registre C à lire
           AddrW : in STD_LOGIC_VECTOR (Addr_size-1 downto 0); -- Adresse (numéro) du registre W où ecrire
           W : in STD_LOGIC; -- Flag d'écriture ('1' -> écriture)
           DATA : in STD_LOGIC_VECTOR (Nb_bits-1 downto 0); -- Donnée a écrire
           RST : in STD_LOGIC; -- Reset
           CLK : in STD_LOGIC; -- Clock
           QA : out STD_LOGIC_VECTOR (Nb_bits-1 downto 0); -- Sortie : Valeur contenue dans le registre AddrA
           QB : out STD_LOGIC_VECTOR (Nb_bits-1 downto 0); -- Sortie : Valeur contenue dans le registre AddrB
           QC : out STD_LOGIC_VECTOR (Nb_bits-1 downto 0));-- Sortie : Valeur contenue dans le registre AddrC
end BancRegistres;


architecture Behavioral of BancRegistres is
    signal REGISTRES : STD_LOGIC_VECTOR ((Nb_regs * Nb_bits)-1 downto 0) := (others => '0'); -- Buffer (registres)
begin
    process
    begin
        -- Synchronisation
        wait until CLK'event and CLK = '1';
        if (RST = '0') then
            REGISTRES <= (others => '0');
        else 
            -- Ecriture
            if (W = '1') then
                REGISTRES (((to_integer(unsigned(AddrW)) + 1) * Nb_bits - 1) downto Nb_bits * to_integer(unsigned(AddrW))) <= DATA;
            end if;
        end if;
    end process;
    
    -- Lecture en Assynchrone (donc écriture prioritaire)
    QA <= REGISTRES (((to_integer(unsigned(AddrA)) + 1) * Nb_bits) - 1 downto Nb_bits * to_integer(unsigned(AddrA)));
    QB <= REGISTRES (((to_integer(unsigned(AddrB)) + 1) * Nb_bits) - 1 downto Nb_bits * to_integer(unsigned(AddrB)));
    QC <= REGISTRES (((to_integer(unsigned(AddrC)) + 1) * Nb_bits) - 1 downto Nb_bits * to_integer(unsigned(AddrC)));    
end Behavioral;