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--                    Author : Martin Morlot
--                   Mail : martin.morlot@lpp.polytechnique.fr
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library IEEE;
use IEEE.numeric_std.all;
use IEEE.std_logic_1164.all;
use lpp.lpp_matrix.all;
use lpp.general_purpose.all;

--! Un MAC : Multiplier Accumulator Chip

entity MAC_v2 is 
generic(
    Input_SZ_A     :   integer := 8;
    Input_SZ_B     :   integer := 8);
port(
    clk             :   in  std_logic;                                          --! Horloge du composant
    reset           :   in  std_logic;                                          --! Reset general du composant
    clr_MAC         :   in  std_logic;                                          --! Un reset spécifique au programme
    MAC_MUL_ADD_2C  :   in  std_logic_vector(3 downto 0);                       --! Permet de sélectionner la/les fonctionnalité désiré
    OP1             :   in  std_logic_vector(Input_SZ_A-1 downto 0);            --! Premier Opérande
    OP2             :   in  std_logic_vector(Input_SZ_B-1 downto 0);            --! Second Opérande
    RES             :   out std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0)  --! Résultat du MAC
);
end MAC_v2;


architecture ar_MAC_v2 of MAC_v2 is


signal  add,mult    :   std_logic;
signal  MULTout     :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);

signal  ADDERinA    :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);
signal  ADDERinB    :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);
signal  ADDERout    :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);

signal  MACMUXsel   :   std_logic;
signal  OP1_Resz    :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);
signal  OP2_Resz    :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);

signal  OP1_2C      :   std_logic_vector(Input_SZ_A-1 downto 0);
signal  OP2_2C      :   std_logic_vector(Input_SZ_B-1 downto 0);

signal  MACMUX2sel  :   std_logic;

signal  add_D               :   std_logic;
signal  OP1_2C_D            :   std_logic_vector(Input_SZ_A-1 downto 0);
signal  OP2_2C_D            :   std_logic_vector(Input_SZ_B-1 downto 0);
signal  MULTout_D           :   std_logic_vector(Input_SZ_A+Input_SZ_B-1 downto 0);
signal  MACMUXsel_D         :   std_logic;
signal  MACMUX2sel_D        :   std_logic;
signal  MACMUX2sel_D_D      :   std_logic;
signal  clr_MAC_D           :   std_logic;
signal  clr_MAC_D_D         :   std_logic;
signal MAC_MUL_ADD_2C_D     : std_logic_vector(3 downto 0);


begin



--==============================================================
--=============M A C  C O N T R O L E R=========================
--==============================================================
MAC_CONTROLER1 : MAC_CONTROLER
port map(
    ctrl        =>  MAC_MUL_ADD_2C_D(1 downto 0),
    MULT        =>  mult,
    ADD         =>  add,
    MACMUX_sel  =>  MACMUXsel,
    MACMUX2_sel =>  MACMUX2sel

);
--==============================================================




--==============================================================
--=============M U L T I P L I E R==============================
--==============================================================
Multiplieri_nst : Multiplier
generic map(
    Input_SZ_A     =>   Input_SZ_A,
    Input_SZ_B     =>   Input_SZ_B
)
port map(
    clk         =>  clk,
    reset       =>  reset,
    mult        =>  mult,
    OP1         =>  OP1_2C,
    OP2         =>  OP2_2C,
    RES         =>  MULTout
);

--==============================================================




--==============================================================
--======================A D D E R ==============================
--==============================================================
adder_inst : Adder
generic map(
    Input_SZ_A     =>   Input_SZ_A+Input_SZ_B,
    Input_SZ_B     =>   Input_SZ_A+Input_SZ_B
)
port map(
    clk         =>  clk,
    reset       =>  reset,
    clr         =>  clr_MAC_D_D,
    add         =>  add_D,
    OP1         =>  ADDERinA,
    OP2         =>  ADDERinB,
    RES         =>  ADDERout
);

--==============================================================




--==============================================================
--===================TWO COMPLEMENTERS==========================
--==============================================================
TWO_COMPLEMENTER1 : TwoComplementer
generic map(
    Input_SZ    =>   Input_SZ_A
)
port map(
    clk         =>  clk,
    reset       =>  reset,
    clr         =>  clr_MAC,
    TwoComp     =>  MAC_MUL_ADD_2C(2),
    OP          =>  OP1,    
    RES         =>  OP1_2C
);


TWO_COMPLEMENTER2 : TwoComplementer
generic map(
    Input_SZ    =>   Input_SZ_B
)
port map(
    clk         =>  clk,
    reset       =>  reset,
    clr         =>  clr_MAC,
    TwoComp     =>  MAC_MUL_ADD_2C(3),
    OP          =>  OP2,    
    RES         =>  OP2_2C
);
--==============================================================

CTRL : MAC_REG
generic map(size    =>  2)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D    =>  MAC_MUL_ADD_2C(1 downto 0),
    Q    =>  MAC_MUL_ADD_2C_D(1 downto 0)
);

clr_MACREG1 : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  clr_MAC,
    Q(0)    =>  clr_MAC_D
);

clr_MACREG2 : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  clr_MAC_D,
    Q(0)    =>  clr_MAC_D_D
);

addREG : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  add,
    Q(0)    =>  add_D
);


OP1REG : MAC_REG
generic map(size    =>  Input_SZ_A)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D       =>  OP1_2C,
    Q       =>  OP1_2C_D
);


OP2REG : MAC_REG
generic map(size    =>  Input_SZ_B)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D       =>  OP2_2C,
    Q       =>  OP2_2C_D
);


MULToutREG : MAC_REG
generic map(size    =>  Input_SZ_A+Input_SZ_B)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D       =>  MULTout,
    Q       =>  MULTout_D
);


MACMUXselREG : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  MACMUXsel,
    Q(0)    =>  MACMUXsel_D
);



MACMUX2selREG : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  MACMUX2sel,
    Q(0)    =>  MACMUX2sel_D
);


MACMUX2selREG2 : MAC_REG
generic map(size    =>  1)
port map(
    reset   =>  reset,
    clk     =>  clk,
    D(0)    =>  MACMUX2sel_D,
    Q(0)    =>  MACMUX2sel_D_D
);


--==============================================================
--======================M A C  M U X ===========================
--==============================================================
MACMUX_inst : MAC_MUX
generic map(
    Input_SZ_A     =>   Input_SZ_A+Input_SZ_B,
    Input_SZ_B     =>   Input_SZ_A+Input_SZ_B

)
port map(
    sel         =>  MACMUXsel_D,
    INA1        =>  ADDERout,
    INA2        =>  OP2_Resz,
    INB1        =>  MULTout,
    INB2        =>  OP1_Resz,
    OUTA        =>  ADDERinA,
    OUTB        =>  ADDERinB
);
OP1_Resz  <=  std_logic_vector(resize(signed(OP1_2C_D),Input_SZ_A+Input_SZ_B));
OP2_Resz  <=  std_logic_vector(resize(signed(OP2_2C_D),Input_SZ_A+Input_SZ_B));
--==============================================================


--==============================================================
--======================M A C  M U X2 ==========================
--==============================================================
MAC_MUX2_inst   : MAC_MUX2
generic map(Input_SZ     => Input_SZ_A+Input_SZ_B)
port map(
    sel     =>  MACMUX2sel_D_D,
    RES2    =>  MULTout_D,
    RES1    =>  ADDERout,
    RES     =>  RES
);


--==============================================================

end ar_MAC_v2;