CraneCPU

浙江大学计算机系统贯通课程硬件实验

Warning: 仅供参考，请勿抄袭

实验进度

系统贯通课程会逐步实现一个 RISC-V 五级流水线 CPU，并实现异常处理、分支预测、Cache、MMU 等功能，并在其上运行自己编写的简易 kernel。

本 repo 通过分支、tag 等来记录实验进度，保存各阶段成果。

• 系统 Ⅰ lab5-1/lab5-2：单周期 CPU
• extra：单周期 CPU with 特权指令/异常处理
• 系统 Ⅱ lab1：流水线 CPU (stall)
• 系统 Ⅱ lab2：流水线 CPU (forwarding)
• 系统 Ⅱ lab7：流水线 CPU with 特权指令/异常处理
  • Note: 实际上这个 lab 做的比较不完善，只实现了 csrr 和 csrw 能跑，特权级基本功能还不全，有待改进
• 系统 Ⅲ lab1：流水线 CPU with 动态分支预测
  • 使用了提供的实验框架而非自己的，就不放在 repo 里了
• 系统 Ⅲ lab2：流水线 CPU with Cache
  • 使用了提供的实验框架而非自己的，就不放在 repo 里了
• 系统 Ⅲ lab Xpart：软硬件贯通实验，主要部分是实现 MMU 以及调试 kernel
  • RV64IZicsr 全部指令（除去 fence ebreak wfi）
  • 包含 Supervisor 和 User 两个特权级
  • 实现了 Bare 和 Sv39 两种分页模式
  • 支持串口输出
  • 展示 slides 在：slides.tonycrane.cc/sys3-xpart-pre

实验环境

课内使用 vivado 以及 Nexys A7-100T FPGA 开发板进行实验。

为了在非 Windows 平台开发/仿真方便，使用了 Icarus Verilog 以及 GTKWave 进行仿真。

编译与仿真

使用了一个 Makefile 来整合编译、仿真等操作：

• make：编译、仿真，并打开 GTKWave 查看波形
• make compile：编译
• make simulate：仿真，并打开 GTKWave 查看波形

需要通过 GTKWAVE=/path/to/your/gtkwave 来指定 GTKWave 的路径。

声明

没有认真学过 verilog，写的都挺屎的，反正能跑就行，跑起来了也就懒得改了。仅供参考，参考价值或许也不那么大（x，那就仅供记录（✓

LICENSE

都是基于 starter code 完全自己写的，就用个 MIT License 吧。