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RISC-V CPU 源码：一个简单的单周期 RISC-V 中央处理器。

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简介：
该项目涉及一个基本的单周期RISC-V CPU设计，其目录结构如下：首先，核心部分包含一个ALU模块，该模块进一步细分为加法/减法单元（AddSubUnit），包括32位、16位、8位和4位的CLA单元，以及移位器（Shifter）和移位器定义文件。此外，还包括控制单元（control_unit）、D触发器（dff）、指令解码单元（imm_decode）、多路选择器（mux）和寄存器文件（regfi）。

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  • 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
     
  • 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。
     
  • RISC-V单周期核心-Logisim
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    本项目基于开源硬件指令集架构RISC-V，在经典电路模拟器Logisim中实现了一个简化的单周期处理器核心。通过构建基本的CPU模块如控制单元、ALU等，深入理解计算机组成原理和RISC-V指令集的工作机制。适合学习数字逻辑设计及处理器基础架构的学生实践使用。 介绍： 该存储库包含在Logisim上模拟的RISC-V单周期32位处理器。电路包括两个RAM MAR（内存地址寄存器）、一个32位ALU、一条32位数据总线、16KB ROM RAM以及一条12位地址总线。寄存器文件由32个宽度为32位的寄存器组成，并包含一些故障排除代码以验证所有电路组件。 构成部分： 1. ALU 2. 寄存器文件 3. 存储器地址寄存器 4. 立即生成单元 5. 控制单元 6. 类型解码模块 7. 控制信号解码模块 8. RAM存储器 9. 分支电路 10. 程序计数器 讲师： Mr.Zeeshan Rafique 先决条件工具: Logisim仿真软件 可以激发的指令说明: 以下是在此单周期CPU中用于激励和检查的27条指令， 1.add 2.addi 3.sub 4.xor 5.and 6.slt 7.sltu 8.sll 9.srl 10.sra 11.lw 12.jalr
     
  • 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。
     
  • 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 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 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。
     
  • 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。