RISC-V指令集子集RV32I的译码电路设计与优化

面向RISC-V处理器五级流水线数据通路,设计了基于FPGA的RISC-V指令集子集RV32I的指令译码电路。电路分为主译码电路和程序计数器输入选择(PCSel)译码电路,使用Verilog HDL编程设计,并进行了系列优化:使用时序约束工具分析时序状态,设定约束后对电路进行综合,降低电路延迟;利用无关项化简组合逻辑,减少模块输入输出项,减少电路级联;构建独立的32位串并行数值比较器;插入流水线,提高电路工作频率。电路基于FPGA芯片CycloneⅣEP4CE6F17C6进行设计,使用Quartus Prime 17.1对电路进行仿真,仿真结果表明:在Slow 1200 m V 85℃条件下,指令译码电路达到295.6 MHz的工作频率,相比同类设计具有高速和低资源消耗的特点。

RV32IM处理器乘法电路的设计与实现

为了实现RV32IM处理器中整数乘法的操作,对RISC-V指令集中整数乘法的"M"标准扩展进行实现.设计中对于乘法指令的实现,采用基4的Booth算法和Wallace树型4-2压缩器.将该设计嵌入到RV32IM处理器中,通过仿真和SMIC 65nm高密度标准单元库进行综合表明:该乘法单元电路功能正确且显著提高了乘法的运算效率,最大工作频率能够达到500 MHz.

计算机指令助记符的中文化探索

计算机指令助记符是理解计算机体系结构的重要窗口,长久以来各种计算机指令集均采用英文助记符进行描述,本文以RV32I指令集为例,分析了英文指令助记符存在的问题,并针对其缺点设计了一种中文指令助记符做以对比。

基于RISC-V架构的条形码识别控制器的设计

基于RISC-V架构设计了一个具有条形码识别功能的控制器,采用两级流水线架构,支持RV32EC指令集。通过外设控制模块扩展条形码识别接口,并为其配置中断响应端口,可用中断或查询方式读取条形码识别结果,并可通过写控制字方式进行处理模式设定,以及实时监测图像识别的工作状态等。在VCS平台上进行了仿真测试,验证了控制器逻辑功能的正确性,并在FPGA开发板上,实现了软硬件协同仿真验证。