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计算机组成原理实验报告:RISC-V SoC硬件结构设计与picoRV32应用

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简介:
本实验报告详细探讨了基于RISC-V架构的SoC硬件设计及picoRV32处理器的应用,深入分析其核心组件和功能实现。 本次课程设计要求基于开源的RISC-V核——picoRV32搭建一个完整的SoC(片上系统),并在自己构建的SoC之上进行软件编程,以体验硬件设计与软件编程相结合的过程。 RISC-V-On-PYNQ Overlay实现了在PYNQ-Z2板上的RISC-V处理器及工具链集成,并提供了完整的RISC-V源码和设计流程。得益于PYNQ软件框架的支持,在Jupyter Notebook中可以对RISC-V进行编译、调试与验证,即可以在Jupyter Notebook上编写一段C/C++/RISC-V汇编程序,将编译后的二进制文件放到picoRV32上运行。

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客服
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  • RISC-V SoCpicoRV32
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    本实验报告详细探讨了基于RISC-V架构的SoC硬件设计及picoRV32处理器的应用,深入分析其核心组件和功能实现。 本次课程设计要求基于开源的RISC-V核——picoRV32搭建一个完整的SoC(片上系统),并在自己构建的SoC之上进行软件编程,以体验硬件设计与软件编程相结合的过程。 RISC-V-On-PYNQ Overlay实现了在PYNQ-Z2板上的RISC-V处理器及工具链集成,并提供了完整的RISC-V源码和设计流程。得益于PYNQ软件框架的支持,在Jupyter Notebook中可以对RISC-V进行编译、调试与验证,即可以在Jupyter Notebook上编写一段C/C++/RISC-V汇编程序,将编译后的二进制文件放到picoRV32上运行。
  • RISC-V/软接口(英文版)
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    本书为英文原版《Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface》,采用新兴的开源指令集架构RISC-V,全面介绍计算机系统的核心概念和工程实践。适合计算机专业学生及工程师阅读参考。 《计算机组成与设计:硬件/软件接口(RISC-V 英文原版)》提供给大家一起学习参考。
  • 关于:涵盖35条RISC-V指令
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    本实验报告深入探讨了计算机组成原理,并详细分析和实现了35条RISC-V标准指令集,为理解现代处理器架构提供了宝贵的实践指导。 在计算机组成原理的综合实验以及期末大作业中,我们设计并实现了35条RISC-V指令,并完成了单周期CPU的设计工作。开发过程中使用了Vivado作为开发工具,编程语言采用Verilog HDL,FPGA则选择了PYNQ平台,并通过该平台访问其云服务进行相关操作和测试。
  • RISC-V.zip
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    本资料为《计算机组成与设计》课程中关于RISC-V架构的教学材料,包含详细的课件内容和示例代码,适合高校师生及技术爱好者研究学习。 《RISC-V版本计算机组成与设计》课程深入探讨了基于RISC-V指令集架构(ISA)的计算机硬件系统设计。该课程旨在通过开放源代码技术提供一种简单、高效且可扩展计算平台,为现代计算技术开辟新的道路。 第一章介绍了计算机体系结构的基本概念,包括冯·诺依曼模型和五大部件:运算器、控制器、存储器以及输入输出设备的功能,并简要介绍RISC-V的设计原则如减少指令数量与简化格式以提高执行效率等关键特性。 第二章则详细讲解了RISC-V ISA的概述,涵盖其基本指令集、寻址模式及数据类型。本章节还将深入探讨固定长度指令设计、明确功能定义和模块化架构的特点。 第三章进一步深入讨论处理器内部工作原理,重点在于管道设计、分支预测机制以及缓存系统等微结构细节,这些内容对于理解性能优化与能耗管理至关重要。 第四章则转向内存层次结构的介绍,从寄存器到高速缓存再到主存储器乃至外部存储设备之间的数据管理策略及其与RISC-V指令集的有效交互方式。 第五章关注于输入输出系统的讲解,包括中断处理和设备驱动程序的概念,这是理解计算机如何与其周围环境进行有效通信的关键点之一。 第六章探讨了编译器技术在利用RISC-V架构优势中的作用,并介绍了优化编译方法的原理与实践应用案例。 第七章讨论并行计算及多核处理器设计,强调基于RISC-V可扩展性的潜力以及相关的编程模型和同步机制研究进展。 第八章则聚焦于错误检测、纠正技术和内存保护措施的重要性,以确保计算机系统的可靠性和安全性不受威胁。 第九章作为课程的总结或进阶部分,则可能涵盖最新的RISC-V扩展特性如浮点运算指令集及向量处理能力,并展望未来的发展趋势与挑战所在。 通过上述章节的学习,学生将能够全面理解RISC-V在现代计算系统中的应用价值,并掌握设计和优化基于该架构系统的技能。这门课程不仅对硬件工程师具有重要意义,同样为软件开发者以及系统管理者提供了宝贵的洞见,揭示了底层硬件如何影响上层软件的性能表现与行为特征。
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    《计算机组成原理实验与实验报告》一书旨在通过丰富的实践内容帮助读者深入理解计算机硬件的工作机制。本书不仅涵盖了广泛的实验项目,还包含了详细的实验指导和报告范例,是学习计算机组成原理不可或缺的参考书籍。 计算机组成原理实验包括微程序控制、监控程序、脱机运算器、存储器扩展以及中断实验等内容。
  • RISC-V接口(中文版).pdf
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    本书为《Computer Organization and Design》系列中的RISC-V版本,深入浅出地介绍了基于RISC-V指令集架构的计算机系统原理及其硬件和软件实现技术。 计算机组成与设计硬件软件接口RISC-V中文版
  • 课程
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    本课程设计与实验报告围绕《计算机组成原理》课程的核心内容展开,通过理论结合实践的方式,深入探讨了计算机硬件系统的架构、功能及实现方法。涵盖了处理器设计、存储系统优化、指令集体系结构等多个方面的知识,并通过具体的实验项目加深学生对现代计算机工作原理的理解和掌握。 合肥工业大学计算机组成原理复杂模型机课程设计报告以及平时五个实验报告。
  • 系统》课程
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    本实验报告基于《计算机组成与系统结构》课程要求完成,深入探讨了计算机硬件系统的原理和实现方法。涵盖了CPU设计、内存管理及指令集架构等核心内容,旨在提升学生的实践操作能力和理论知识水平。 《计算机组成与系统结构》课程设计实验报告范例 这份文档提供了一个关于《计算机组成与系统结构》课程设计的实验报告模板。通过该示例,学生可以了解如何组织和撰写此类实验的相关内容、步骤及结论。此报告旨在帮助学习者更好地理解和掌握相关理论知识,并应用于实际操作中。
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    本实验报告详细记录了基于《计算机组成原理》课程的相关实验内容,包括硬件结构剖析、指令集架构理解及简单CPU模拟器的设计与实现。 对于初学者来说,学习Hadoop、Hive、HBase、MapReduce以及Java的基础操作是非常有帮助的。这些技能为大数据处理提供了坚实的基础,并且易于上手。
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    《计算机组成原理实验报告》记录了学生在学习计算机硬件结构与功能实现过程中完成的各项实验内容、分析结果及心得体会,旨在加深对数据表示、指令系统和处理器设计等核心概念的理解。 实验一:算术逻辑运算实验 1. 实验目的 2. 实验设备 3. 实验原理 4. 实验步骤 5. 心得体会 实验二:进位控制实验 1. 实验目的 2. 实验设备 3. 实验原理 4. 实验步骤 5. 心得体会 实验三:移位运算实验 1. 实验目的 2. 实验设备 3. 实验原理 4. 实验步骤 5. 心得体会 实验四:存储器实验 1. 实验目的 2. 实验设备 3. 实验原理 4. 实验步骤 5. 心得体会 实验五:总线控制实验 1. 实验目的 2. 实验设备 3. 实验原理 4. 实验步骤 5. 心得体会