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基于RISC-V的单周期CPU设计与17条指令实现

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简介：
本项目致力于开发一个基于开源架构RISC-V的教育性单周期处理器，并实现了其特有的17条核心指令集。此设计旨在为学习计算机体系结构和处理器设计的学生提供实践平台，同时探索简化版指令系统在性能与效率上的权衡。 支持的指令包括：add, sub, and, or, sll, srl, addi, ori, andi, lw, sw, beq, lui, auipc 和 jal。

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  • 基于RISC-V的单周期CPU设计与17条指令实现
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    本项目致力于开发一个基于开源架构RISC-V的教育性单周期处理器，并实现了其特有的17条核心指令集。此设计旨在为学习计算机体系结构和处理器设计的学生提供实践平台，同时探索简化版指令系统在性能与效率上的权衡。 支持的指令包括：add, sub, and, or, sll, srl, addi, ori, andi, lw, sw, beq, lui, auipc 和 jal。
     
  • RISC-V 单周期与流水线CPU设计，基于MiniRV-1指令集，Verilog实现
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    本项目基于MiniRV-1指令集，采用Verilog语言实现了RISC-V架构下的单周期及流水线CPU设计，适用于计算机体系结构教学和研究。 RISC-V单周期和流水线CPU设计基于miniRV-1指令集，使用Verilog语言编写。该设计包括了RISC-V 32位处理器的相关内容，并提供了相应的代码文件risc-v-32-cpu.zip。这些设计方案涵盖了从单周期到多级流水线的实现方法，适用于学习和研究RISC-V架构的基本原理和技术细节。
     
  • 基于RISC-V架构的单周期CPU设计与Verilog实现
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    本项目专注于基于RISC-V指令集架构的单周期CPU设计及Verilog硬件描述语言的实现，旨在探索精简指令系统在实际应用中的性能和效率。 本段落详细介绍了基于RISC-V架构的单周期CPU设计。首先概述了RISC-V架构的核心理念和特点，然后深入解析了单周期CPU的组成及各主要模块的功能。接着讨论了设计中的挑战与优化措施，并提供了15个Verilog代码示例，涵盖程序计数器、指令寄存器、控制单元、算术逻辑单元、寄存器文件以及数据存储器等多个关键模块的具体实现方法。 本段落适合具有计算机科学背景的学生和研究人员阅读，尤其是对CPU设计感兴趣的读者。通过学习本篇文章的内容，读者可以深入了解CPU的基本工作原理，掌握RISC-V架构及其应用，并学会使用Verilog进行硬件描述与实现。该内容适用于教学和研究环境中的实际项目实践。 建议读者逐步学习各个模块的设计思路及实现细节，并尝试自己动手完成整个单周期CPU的构建。通过结合实际硬件平台进行测试和调试，进一步加深对相关技术的理解与掌握。
     
  • 基于Vivado的RISC-V 32位单周期CPU设计与实现
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    本项目基于Xilinx Vivado工具链，设计并实现了遵循RISC-V架构规范的32位单周期处理器。通过Verilog硬件描述语言编程，完成了核心指令集的设计及仿真验证，并在FPGA板卡上进行了实验测试，为嵌入式系统开发提供了灵活高效的计算平台。 本段落档详细介绍了在Vivado平台上实现的RISC-V 32位单周期处理器的设计与实施过程。首先，文档讲解了寄存器组、ALU控制单元、指令译码以及存储器接口等核心模块的具体设计方法，并阐述了这些模块之间的协作关系。其次，文档提供了详尽的SystemVerilog代码示例，涵盖了从顶层设计到底层实现的所有方面。此外，文档还附赠《RISC-V手册中文版》，以帮助读者更好地理解和掌握RISC-V指令集及其应用。 最后，本段落档强调在设计单周期CPU时的关键注意事项，例如如何设置时钟频率和处理组合逻辑延迟等问题，并提供了具体的测试用例和仿真方法指导。本资料适合对CPU设计感兴趣的电子工程专业学生、嵌入式系统开发者以及硬件工程师阅读使用。其主要目标包括学习RISC-V指令集及其内部工作机制；掌握SystemVerilog编程技能；熟悉Vivado工具链的使用，进行简单的CPU设计实验与验证。 文档不仅提供了理论知识，还包含了大量的实际操作指导内容，非常适合初学者循序渐进地深入学习。同时，其中提供的代码和测试用例可以直接用于教学及实验环境之中，有助于提高学习效率。
     
  • 基于RISC-V架构的45条指令单周期CPU设计（机组大作业）
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    本项目为大学课程设计作品，采用RISC-V架构实现了一个包含45条指令的单周期CPU。该设计旨在加深学生对计算机体系结构的理解与实践能力。 内含CPU所有Verilog源码及论文详细解析，作业成绩为优秀，所有代码和论文均为原创，严禁二次转载。
     
  • 基于单周期的RISC-V架构CPU设计
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    本项目旨在设计并实现一个基于单周期数据通路的RISC-V架构处理器，通过简化指令执行流程，优化硬件资源利用，为嵌入式系统提供高效计算能力。 这里我上传了两个资源：一个是最后调试完成的代码，可以直接运行仿真；另一个是调试之前的版本。如果大家感兴趣，并想体验自己进行调试的过程，可以参考我写的《仿真调试篇》，自行动手进行debug。
     
  • 单周期CPU设计的18条指令
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    本文档详细介绍了基于Verilog语言实现的一个包含18条基本指令的单周期CPU的设计过程与架构分析。 ZJU计算机组成课程作业包含各部件代码，支持18条指令，包括slt、lui、slr、sll、jr、jal等指令。
     
  • 基于Verilog实现的MIPS指令集54条单周期CPU设计
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    本项目采用Verilog语言实现了包含54条指令的MIPS简化版单周期CPU设计，旨在研究计算机体系结构与硬件描述语言的应用。 在计算机组成原理课程设计中，我完成了一个简单的单周期54条MIPS CPU的设计任务。整个实现过程主要是通过查阅网上的资料来逐步解决的。
     
  • RISC-V 多周期CPU设计.zip
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    本资源包提供了一个基于RISC-V指令集架构的多周期处理器的设计方案，包括硬件描述语言文件、测试平台和仿真脚本等，适用于学习计算机体系结构及RISC-V架构。 本段落介绍了一个基于最新RISC-V指令集设计的多周期CPU，并使用Verilog语言进行实现。代码包含详细的注释，并提供了官方测试样例以验证功能完整性。该设计方案实现了RV32I基本整数指令集中四十多条指令，且波形仿真通过验证。
     
  • RISC-V CPU：简洁的单周期实现-源码
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    本资源提供了一种基于RISC-V指令集架构的简洁单周期CPU设计源代码。适用于学术研究与教学用途，帮助理解计算机体系结构核心概念。 单周期CPU 简单的单周期RISC-V CPU目录结构 - Core - ALU - AddSubUnit - add_sub32.v - CLA - cla_16bit.v - cla_32bit.v - cla_4bit.v - cla_8bit.v - alu.v - Shifter - shifter.v - control_unit.v - dff.v - imm_decode.v - mux.v - regfi