基于RISC-V处理器及卷积加速器的SoC系统

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简介：
本研究设计了一种基于RISC-V架构的片上系统（SoC），集成了高效的卷积神经网络加速器，旨在提供高性能计算能力的同时保持低能耗。为了提高卷积神经网络（CNN）的计算效率和能效，设计了一种支持8位定点数据输入的加速器，该加速器能够处理激活、批标准化及池化等常见于CNN中的运算类型。通过优化循环计算顺序并结合数据复用技术，显著提升了卷积操作的速度。基于软硬件协同设计理念，构建了一个包含RISC-V处理器和上述卷积加速器的系统级芯片（SoC）。该RISC-V处理器采用了开源指令集标准，并可根据具体需求扩展其功能特性。实验中将此SoC部署在Xilinx ZCU102开发板上运行，在测试过程中，RISC-V处理器与卷积加速器分别工作于100MHz和300MHz的频率下。最终结果显示，该设计实现了高达53.6 GOP/s（每秒十亿次操作）的算力，并且在使用VGG16网络进行图像推理计算时表现出良好的性能提升。

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基于RISC-V处理器及卷积加速器的SoC系统

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本研究设计了一种基于RISC-V架构的片上系统（SoC），集成了高效的卷积神经网络加速器，旨在提供高性能计算能力的同时保持低能耗。为了提高卷积神经网络（CNN）的计算效率和能效，设计了一种支持8位定点数据输入的加速器，该加速器能够处理激活、批标准化及池化等常见于CNN中的运算类型。通过优化循环计算顺序并结合数据复用技术，显著提升了卷积操作的速度。基于软硬件协同设计理念，构建了一个包含RISC-V处理器和上述卷积加速器的系统级芯片（SoC）。该RISC-V处理器采用了开源指令集标准，并可根据具体需求扩展其功能特性。实验中将此SoC部署在Xilinx ZCU102开发板上运行，在测试过程中，RISC-V处理器与卷积加速器分别工作于100MHz和300MHz的频率下。最终结果显示，该设计实现了高达53.6 GOP/s（每秒十亿次操作）的算力，并且在使用VGG16网络进行图像推理计算时表现出良好的性能提升。

RISC-V 处理器

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RISC-V处理器是一种基于简洁指令集计算架构设计的微处理器，以其开放源代码、模块化和可扩展性等特点，在嵌入式系统到高性能计算领域展现出广泛应用潜力。 RISC-V处理器：这是一个用于FPGA设计的32位RISC-V处理器项目。该项目包含了vhdl代码以及一个可以将汇编语言转换为机器语言使用的编译器（汇编程序）。要使用这个项目，您需要先在本地系统上克隆项目仓库，并打开“终端”窗口后键入相应的命令进行开发设置。对于项目的开发和测试，您需要用到hdl设计器或其它可用的编辑器来编写vhdl代码；同时还需要modelim工具来进行仿真。如果您想查看设计综合的信息，则还需使用精密的RTL工具。该项目根据MIT许可证分发，并在项目中包含了LICENSE文件以供参考。若要对项目进行贡献，请先创建一个功能分支，提交更改后推送到您的分支上。

基于FPGA的RISC-V处理器的设计

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本项目致力于开发基于FPGA平台的RISC-V指令集架构处理器，旨在探索并优化开源CPU在硬件实现上的灵活性与效能。【作品名称】：基于 FPGA 的 RISC-V 处理器设计【适用人群】：适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。【项目介绍】： RISC-V 是一个遵循精简指令集(RISC)原则的开源指令集架构(ISA)。本设计基于 RISC-V 指令集，实现了一个简单的单周期 RISC-V 处理器，并实现了大部分 RV32I 的指令，包括算术逻辑运算、位移操作、内存访问、分支跳转、比较以及无条件跳转等。在项目中，我们使用 Verilog 语言进行设计和开发，并通过 Vivado 工具完成综合工作。最后，在 ALINX 黑金 AX7010 开发板的 PL 部分(ZYNQ-7000)上完成了硬件验证。

基于FPGA的RISC-V处理器实现项目

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本项目致力于在FPGA平台上实现高效的RISC-V处理器设计与优化，旨在探索开源架构在硬件加速上的潜力，并进行性能测试和应用开发。使用Vivado 2017.4版本创建的工程，完成了蜂鸟E203处理器内核的移植，并搭建了SOC片上系统，在A7 FPGA板卡上运行。

基于RISC-V架构的单周期处理器

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本项目致力于开发一款基于开源指令集架构RISC-V的单周期实现处理器。该设计简洁高效，适用于教学和小型嵌入式系统应用。单周期处理器是基于RISC-V架构的一种简单实现方式，适用于教学和研究目的。这种处理器在一个时钟周期内完成一条指令的执行，简化了硬件设计并便于理解和学习计算机体系结构的基本原理。

基于RISC-V指令集的单周期处理器

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本项目设计并实现了一个基于开源RISC-V指令集架构的单周期处理器。采用Verilog硬件描述语言构建，支持RV32I基础指令集，适用于教育和小型嵌入式系统应用。基于RISC-V指令集的单周期处理器实现了RV32I中的lui, auipc, jal, jalr, beq, bne, blt, bge, bltu, bgeu, lb, lh, lw, lbu, lhu, sb, sh, sw, addi, slti, sltiu, xori, ori, andi, slli, srli, srai以及add、sub、sll、slt、sltu、xor、srl和sra共计37条指令。文件包含完整的代码工程及测试的汇编指令及其二进制格式，设计与仿真平台为ISE14.7。具体的设计思路在本人主页博客中进行了详细说明，欢迎大家一起交流学习。

基于 Logisim 的单周期 RISC-V 处理器设计

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本项目基于Logisim电子电路仿真软件，实现了一个单周期RISC-V处理器的设计与验证。通过构建数据通路和控制单元模块，展示了RISC-V架构的基本指令集处理流程。基于 Logisim 的 RISC-V 处理器设计（单周期）主要涉及使用 Logisim 工具来构建一个简单的单周期 RISC-V 处理器。这个项目可以帮助学习者理解基本的计算机体系结构原理，包括指令集架构、寄存器文件和控制单元等核心概念。通过实践操作，可以加深对处理器内部工作流程的理解，并掌握如何使用逻辑门和其他组件实现简单但完整的计算系统。

基于RISC-V指令集的五级流水线处理器

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本项目设计并实现了一个遵循RISC-V指令集架构的五级流水线处理器。通过优化流水线结构与硬件资源分配，提高了处理器性能，适用于嵌入式系统及高性能计算领域。在当今的计算机科学教育领域，学生对CPU设计与实现的理解日益重要。特别是在研究不同指令集架构如何影响处理器设计方面，RISC-V作为一种开源且简洁、模块化的设计方案，在大学课程中备受青睐。通过基于RISC-V指令集构建五级流水线CPU实验作业，不仅能加深学生对于计算机工作原理的认识，还能提升他们的实践能力和问题解决技巧。五级流水线技术是实现指令并行处理的一种方式，它将每个指令的执行过程细分为五个独立阶段：取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）和写回（WB）。在每一个时钟周期内，这些不同的阶段可以同时进行不同指令的操作。设计基于RISC-V指令集的五级流水线CPU需要严格遵循其规范，并解决可能出现的各种冒险、冲突及停顿问题。实验作业通常要求学生使用硬件描述语言如Verilog或VHDL来编写和测试他们的设计方案，并通过仿真验证方案的有效性。这不仅帮助他们熟悉RISC-V的特性，了解各种指令的操作及其对寄存器、算术逻辑单元（ALU）等资源的需求，还教会了如何处理流水线冲突。此外，在实践中学生能更好地理解计算机体系结构设计中的权衡问题，例如在性能与功耗、成本及易用性之间的平衡。通过亲手构建一个具体的CPU模型，他们可以更直观地了解指令执行的过程，并对组成原理有更深的理解。实验作业名称“lab4”暗示这可能是课程中的一部分内容，针对特定章节或项目设计的模块化任务序列有助于系统掌握知识并最终完成整个CPU的设计与实现过程。通过这种方式的学习和实践积累经验，为以后在更复杂的计算机体系结构设计中的应用打下坚实的基础。总之，基于RISC-V指令集构建五级流水线CPU实验不仅加强了学生对组成原理的理解，还培养他们的工程技能，并将理论知识与实际操作紧密结合在一起，从而更好地准备未来的专业工作。

RISC-V 模拟器：RISC 的简易仿真器-V

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RISC-V模拟器：RISC的简易仿真器-V是一款专为学习和研究RISC-V架构设计的软件工具。它提供了一个用户友好的界面，方便开发者在不依赖硬件的情况下进行代码调试与测试，是初学者了解RISC-V指令集的理想选择。项目介绍：RISC-V 仿真器 1. 项目简介：本项目旨在创建一个简单的单周期 RISC-V 模拟器，能够执行 add、addi、beq、jal、jalr、ld 和 sd 等指令。我实现了部分源代码，并基于课程提供的主要骨架代码进行开发。根据 RISC-V 的流水线模型，我的代码由五个模块组成：指令提取（Instruction Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）、内存访问（Memory）和回写（Write Back）。 2. 代码说明：在解释之前，请先了解我对部分原始框架的修改内容。初始化阶段中，为了方便指令解析，我创建了一个数组来指示从最低有效位到最高有效位的32个比特位置。计算机的基本地址单位为8字节，即一个字大小是4字节。RISC-V 使用 4 字节指令长度，因此程序计数器（PC）始终以 4 的倍数递增。然而，在这个模拟中我们一次读取一条十六进制格式的指令。解码阶段：在此部分，模块需要解析出具体的指令类型，并从寄存器文件里取出所需的数据。在这一节内，我们需要明确执行、加法以及回写等操作的具体步骤和逻辑关系。

教你设计CPU——RISC-V处理器篇.zip

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本教程深入浅出地讲解如何使用RISC-V指令集架构设计中央处理器，适合对计算机体系结构感兴趣的初学者和进阶学习者。 RISC-V指令集是一种开源的精简指令集计算（RISC）架构，设计用于实现简洁、高效且可扩展性强的计算机处理器体系结构。它具有模块化的特性，允许开发者根据不同的应用需求选择合适的硬件配置，从而在性能和资源消耗之间找到最佳平衡点。