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RISC-V 模拟器：RISC 的简易仿真器-V

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简介：
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。

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  • 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。
     
  • 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。
     
  • RV8：X86-64的RISC-V模拟器（源代码）
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    RV8是一款用于模拟X86-64架构在RISC-V平台上的运行环境的开源软件，旨在帮助开发者进行跨架构应用移植和测试。 rv8是一个用于模拟x86-64架构的RISC-V模拟器。
     
  • E203 RISC-V 模拟 demo_gpio演示
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    E203 RISC-V模拟器中的demo_gpio演示展示了GPIO接口的基本操作和应用，适合初学者快速上手RISC-V架构下的硬件控制编程。 实现了RISV-V开源E203的Ubuntu C语言demo_gpio编译，并将其转换成二进制机器码，然后烧写到硬件仿真环境的ITCM中以实现GPIO翻转仿真。文档的目的在于测试搭建C工程编译环境和EDA硬件仿真环境。
     
  • RISCV-ISA-SIM: Spike，RISC-V指令集模拟器
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    RISCV-ISA-SIM，又称Spike，是一款用于RISC-V指令集架构的开源全功能指令集仿真器。它为开发者和研究人员提供了一个高效的软件平台来测试和验证RISC-V程序及编译器。 Spike 是一个 RISC-V ISA 模拟器，实现了单个或多个 RISC-V 核心（hart）的功能模型。它的命名来源于美国跨大陆铁路竣工的金色尖峰。 Spike 支持以下 RISC-V ISA 功能：RV32I 和 RV64I 基本指令集 v2.1、Zifencei 扩展程序 v2.0、Zicsr 扩展 v2.0、M 扩展 v2.0/v2.1、F 扩展 v2.2、D 扩展 v2.2、Q 扩展 v2.2、C 扩展 v2.0、B 扩展 v0.92 和 K 扩展 v0.8。此外，它还支持带 Zvlsseg/Zvamo 的 V 扩展（需要 64 位主机）以及双端性符合 RVWMO 和 RVTSO（峰值顺序一致）。Spike 还实现了机器模式、主管模式和用户模式的版本 v1.11，并提供虚拟机监控程序扩展 v0.6.1 及 svnapot 扩展 v0.1。此外，它还支持调试功能 v0.14 版本及相关的 API。
     
  • RISC-V Formal: RISC-V的正式验证框架
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    RISC-V Formal是针对RISC-V指令集架构设计的正式验证框架，旨在通过形式化方法确保硬件实现的正确性和可靠性。 RISC-V正式验证框架这项工作正在进行中。随着项目的成熟，此处描述的界面可能会发生变化。riscv-formal是用于RISC-V处理器形式验证的框架。它由以下组件组成：一个与特定处理器无关的形式化描述来表示RISC-V指令集架构（ISA）；每个受支持处理器的一组正式测试平台规范，这些规范必须被相应的内核实现以供riscv-formal使用；一些辅助证明和脚本，例如用于验证riscv-isa-sim正确性的相关工具。对于PicoRV32处理器内核的具体绑定信息，请参阅相应文档。 通常情况下，处理器内核会将RVFI（RISC-V Formal Interface）实现为一个可选的、仅在进行验证时启用的功能模块。顺序等效检查可用于证明带有和不带有RVFI功能的处理器版本之间的等价性。 目前的主要目标是完成对所有RISC-V RV32I和RV64I指令集架构指令的形式化模型，并通过与“Spike”ISA模拟器中使用的模型进行比较，来验证这些形式化的准确性。
     
  • RISC-V-Logisim: RISC V | 周期 | 数据路径
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    RISC-V-Logisim: RISC V | 周期 | 数据路径是一份关于利用Logisim电子设计软件进行RISC-V架构处理器周期与数据路径分析的教程或文档，旨在帮助学习者深入理解RISC-V指令集体系结构及其硬件实现。 **RiscV-Logisim：单周期数据路径详解** RISC-V（简化指令集计算机 - V）是一种开源的指令集架构，旨在为现代计算机体系结构提供简洁、模块化的设计方案。这种设计思路致力于减少指令集复杂性，从而提高处理器性能和效率，使其适用于从小型嵌入式系统到高性能计算平台的各种应用。 Logisim是一款流行的逻辑电路设计与仿真软件，它通过图形界面让用户能够创建并测试数字电路。在这个项目中，我们利用Logisim来模拟RISC-V架构中的一个关键组件——单周期数据路径。单周期处理器能够在每个时钟周期内执行一条指令，这使得它们在速度上具有显著优势，但可能牺牲了一些复杂功能和性能优化。 使用Logisim构建RISC-V的单周期数据路径需要理解以下核心组件： 1. **指令存储器（Instruction Memory, IMEM）**：存放程序代码中的所有指令，在每个时钟周期内读取一条。 2. **数据存储器（Data Memory, DMEM）**：用于保存程序的数据，如变量和常量等信息。 3. **指令寄存器（Instruction Register, IR）**：接收从IMEM中读出的指令，并进行解码以确定操作类型及所需的操作数。 4. **解码器（Decoder）**：根据IR中的指令生成控制信号，指示数据通路如何运作。 5. **算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU）**：执行基本的算术和逻辑运算，如加法、减法、与、或等操作。 6. **通用寄存器文件（Register File, RF）**：存储指令的操作数及结果，具有多个读写端口以支持并行处理。 7. **控制单元（Control Unit, CU）**：根据解码器的信号生成控制信号，管理整个数据路径的操作流程。 8. **程序计数器（Program Counter, PC）**：保持当前指令地址，并在每个时钟周期内增加以便指向下一个指令位置。 9. **分支和跳转逻辑**：基于ALU的结果判断是否需要进行分支或跳转操作并更新PC的值。 10. **数据通路（Data Path）**：连接上述组件之间的线路，确保信息能在正确的时间到达正确的地点。 单周期RISC-V数据路径实现通常包括以下步骤： - **Fetch阶段**：从IMEM中读取指令到IR。 - **Decode阶段**：解码IR中的内容，并生成控制信号。 - **Execute阶段**：根据控制信号执行ALU操作，RF读取所需的操作数并可能涉及DMEM的数据读写。 - **Writeback阶段**：将ALU的结果回写至RF中，同时在存在分支或跳转的情况下更新PC的值。 此Logisim项目为理解和学习RISC-V架构提供了一种有效方法。通过实际操作，可以直观地观察指令如何流经数据路径，并了解不同组件之间的协同工作方式。对于硬件设计和计算机体系结构的学习者而言，这是一个宝贵的实践资源。
     
  • RISC-V工具（ISA模拟器与测试）- riscv-tools
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    riscv-tools是一款专为RISC-V指令集架构设计的开发工具包，内含ISA模拟器和全面的测试套件，助力开发者高效验证及优化代码。 此存储库包含一组RISC-V模拟器和其他工具，包括以下项目：ISA级的模拟器、一系列针对不同指令集架构（ISA）级别的测试案例、涵盖所有RISC-V操作码的枚举列表，其中包含了bbl（一种用于Linux及其他类似操作系统内核启动加载程序）和pk（一个代理内核），该代理内核通过将目标计算机应用程序转发到主机来调用这些应用。此后，一些在此存储库中维护的RISC-V工具已被转移至其父项目，在这里不再包含它们。您所喜欢的操作系统版本可能已经包含了这些上游工具的软件包；如果没有，则可以参考以下收藏夹： 您的操作系统发行版可能已提供含有RISC-V交叉编译器的软件包，这是入门的最佳途径。 截至本README编写时（2019年3月），我能够轻松找到ALT Linux、Arch Linux、Debian、Fedora、FreeBSD和Mageia等系统中包含相关工具的情况。
     
  • RISC-V文档合集(RISC-V-Reader-Chinese-v2p1).rar
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    该文档合集提供了关于RISC-V指令集架构的全面介绍和深度解析，内容涵盖架构原理、设计规范及应用案例等，适用于开发者和技术爱好者深入学习。 RISC-V是一种基于精简指令集计算（Reduced Instruction Set Computing, RISC）原则的开源处理器架构。它具有模块化的设计理念，允许用户根据需要选择不同的扩展来定制处理器特性。 该体系结构的特点包括： - 简化的5级流水线设计，使得实现更简单且性能较高。 - 采用固定长度指令格式，便于硬件实现和提高编译器效率。 - 具有丰富的寄存器文件（32个通用目的寄存器），方便进行快速的数据处理。 RISC-V的指令集分为基础核心以及多个可选扩展。其中基础部分包括整数运算、分支跳转等基本功能，而各种扩展则提供了更多高级特性如浮点计算(F)、压缩(C)，原子操作(A)和虚拟内存(M)支持等等。 这些特点使得RISC-V成为了一个灵活且高效的处理器架构选择，在学术研究与工业应用中都得到了广泛的关注和发展。
     
  • RISC-V-RV32I-Logisim
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    本项目基于RISC-V RV32I指令集架构，在Logisim环境中设计并实现了一个简化的RV32I处理器模型，包含核心组件如指令解码器、ALU等。 介绍： Logisim 是一个允许您设计和仿真数字逻辑电路的工具。它具备从较小的子电路构建较大复杂电路的能力。 RISCV是一种开放源代码软件标准指令集体系结构（ISA），最初旨在支持计算机体系结构研究和教育。 所需设备： - 注册文件 - ALU - 控制单元 - 控制解码器 - 指令类型解码器 - 立即生成模块 - 程序计数器指令指针 - 存储器接口 - 指令存储器（ROM） - 数据内存（RAM） - 分支电路 实施设计： 通过使用32位寄存器文件、控制单元和立即生成逻辑，以及ALU，在Logisim中构建一个简单的单周期RISCV (RV32I)处理器。使用Logisim的ROM作为指令存储器，并用其RAM模块作为数据内存。首先创建一个包含5位地址选择线路以选取32个寄存器之一的32位寄存器文件，同时利用寄存器使能线进行写入操作。