OpenMIPS教學(xué)版講解ppt課件

1、OpenMIPS教學(xué)版講解主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案一 OpenMIPS工程簡介nOpenMIPS開場于2021年8月，目的是開發(fā)一款32位、兼容MIPS

2、32指令集的開源軟核處置器，便于教師教學(xué)、學(xué)生領(lǐng)會了解計算機(jī)體系構(gòu)造課程的相關(guān)知識，同時也可以做實踐用途。nOpenMIPS將堅持自在軟件的理念，堅持開源的方式，同時采用商業(yè)友好的LGPL授權(quán)。n并且分為兩個版本：教學(xué)版、實際版，每個版本都運用VHDL、Verilog HDL兩種言語編寫，這樣實踐是有四個版本一 OpenMIPS工程簡介nOpenMIPS_VHDL_study_v1.0 教學(xué)版VHDL 1.0nOpenMIPS_Verilog_study_v1.0 教學(xué)版Verilog1.0nOpenMIPS_VHDL_practice_v1.0 實際版VDHL 1.0nOpenMIPS_Ve

3、rilog_practice_v1.0 實際版Verilog1.0一 OpenMIPS工程簡介n教學(xué)版的主要想象是盡量簡單，符合教科書n實際版的主要想象是使OpenMIPS成為一個實踐可用的處置器，可以下載到FPGA上，運轉(zhuǎn)實踐有用的程序 一 OpenMIPS工程簡介一 OpenMIPS工程簡介OpenMIPS是采器具有哈佛構(gòu)造的32位標(biāo)量處置器，兼容MIPS32體系構(gòu)造，這樣可以運用現(xiàn)有的MIPS編譯環(huán)境。具有以下特點：五級整數(shù)流水線，分別是：取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、回寫哈佛構(gòu)造，分開的指令、數(shù)據(jù)接口32個32位整數(shù)存放器大端方式向量化異常處置，支持準(zhǔn)確異常處置8個外部中斷一 OpenMIP

4、S工程簡介n32bit數(shù)據(jù)、地址總線寬度n單周期乘法n支持延遲轉(zhuǎn)移n兼容MIPS32體系構(gòu)造，支持MIPS32指令集中的一切整數(shù)指令n大多數(shù)指令可以在一個時鐘周期內(nèi)完成n可綜合n兼容wishbone b2的指令、數(shù)據(jù)總線接口只需實際版提供nLGPL開源nVHDL、Verilog HDL兩種言語版本主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案二 OpenMIPS根本情況n支持的指令情況n流水線情況n具有的存

5、放器情況 二 OpenMIPS根本情況n支持的指令情況n流水線情況n具有的存放器情況 二 OpenMIPS根本情況OpenMIPS支持MIPS32的一切整數(shù)指令邏輯操作指令A(yù)ND、ANDI、LUI、NOR、OR、ORI、XOR、XORI移位操作指令SLL、SLLV、SRA、SRAV、SRL、SRLV算術(shù)操作指令A(yù)DD、ADDI、ADDIU、ADDU、CLO、CLZ、SLT、SLTI、SLTIU、SLTU、SUB、SUBU、MADD、MADDU、MSUB、MSUBU、MUL、MULT、MULTU、DIV、DIVU挪動操作指令MFHI、MFLO、MOVN、MOVZ、MTHI、MTLO二 OpenM

6、IPS根本情況n控制指令NOP、SSNOPn跳轉(zhuǎn)指令J、JAL、JALR、JRn分支指令B、BAL、BEQ、BGEZ、BGEZAL、BGTZ、BLEZ、BLTZ、BLTZAL、BNEn加載類指令LB、LBU、LH、LHU、LL、LW、LWL、LWRn存儲類指令SB、SC、SH、SW、SWL、SWRn協(xié)處置器訪問指令MFC0、MTC0n自陷指令SYSCALL、TEQ、TEQI、TGE、TGEI、TGEIU、TGEU、TLT、TLTI、TLTIU、TLTU、TNE、TNEIn異常前往指令ERET二 OpenMIPS根本情況n支持的指令情況n流水線情況n具有的存放器情況 二 OpenMIPS根本情況

7、OpenMIPS具有五級流水線，在各個階段完成的任務(wù)如下：取指階段：從指令存儲器獲得指令，修正pc的值譯碼階段：指令譯碼，根據(jù)譯碼結(jié)果獲得指令執(zhí)行需求的存放器的值、立刻數(shù)的值，并判別能否是多周期指令執(zhí)行階段：判別并處理數(shù)據(jù)相關(guān)問題，執(zhí)行指令操作，判別能否轉(zhuǎn)移訪存階段：假設(shè)是加載存儲指令，那么讀寫數(shù)據(jù)存儲器回寫階段：寫目的存放器。判別能否有異常發(fā)生二 OpenMIPS根本情況n支持的指令情況n流水線情況n具有的存放器情況 二 OpenMIPS根本情況nOpenMIPS支持32個32位整數(shù)存放器n還支持協(xié)處置器CP0中的如下存放器：nCOUNTnCOMPAREnSTATUSnCAUSEnEPCnC

8、ONFIGnPrIdnBadVAddrnErrorEPC。 主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案

9、四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織nrtln一切一切OpenMIPS的源代碼文件在該文件的源代碼文件在該文件夾下，包括夾下，包括n流水線文件流水線文件iu.vhdn除法模塊除法模塊div.vhdn存放器文件存放器文件Regfile.vhdn頂層文件頂層文件OpenMIPS.vhdn宏定義文件宏定義文件stdlib.vhd四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織nmin_sopcn包括如下文件：包括如下文件：n指令存儲器指令存儲器imem.vhdn數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器dmem.vhdn以及一個用來測試以及一個用來測試OpenMIPS的最小的最小SOPC的頂層文件的頂層文件OpenMIPS_min_

10、sopc.vhd四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織ntestbenchn包括包括testbench測試文件測試文件OpenMIPS_min_sopc_tb.vhd四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織ntooln包括一個小工具包括一個小工具Bin2Mem.exe，該工具，該工具用來將用來將GCC編譯得到的二進(jìn)制文件進(jìn)展編譯得到的二進(jìn)制文件進(jìn)展格式變化得到格式變化得到inst_rom.data文件，運用文件，運用后者初始化后者初始化OpenMIPS_min_sopc中的指中的指令存儲器令存儲器imem，以便進(jìn)展測試，以便進(jìn)展測試四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n10_Days_make_Op

11、enMIPSn在之前發(fā)布過一些文檔引見如何運用在之前發(fā)布過一些文檔引見如何運用10天時間實現(xiàn)處置器天時間實現(xiàn)處置器OpenMIPS，本文件，本文件夾下的內(nèi)容是相關(guān)資料的整理，包含一夾下的內(nèi)容是相關(guān)資料的整理，包含一個文檔個文檔，以及與之對應(yīng)的每一天的，以及與之對應(yīng)的每一天的OpenMIPS代碼代碼四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織ndocn包含一些文檔，詳細(xì)有：包含一些文檔，詳細(xì)有：nnn四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織nasm_testn包括一切的測試?yán)蹋浣M織方式是參包括一切的測試?yán)?，其組織方式是參照照一文，按照一文，按照“天來組織，比如天來組織，比如Day2文件夾中存放的是文件

12、夾中存放的是一文中第二天對應(yīng)的一文中第二天對應(yīng)的測試?yán)?，?dāng)然一切的測試?yán)潭伎梢詼y試?yán)?，?dāng)然一切的測試?yán)潭伎梢栽谧罱K的在最終的OpenMIPS中進(jìn)展測試中進(jìn)展測試主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案五 OpenMIPS最小SOPC主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS

13、最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案六 OpenMIPS測試環(huán)境l GCCl Ubuntu虛擬機(jī)l ModelSim 主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案七 測試舉例第一步：建立ModelSim工程 第二步：編譯測試程序得到inst_rom.data以Day3_1、Day7_1、Day10_3為例 第三步：仿真 主要內(nèi)容n一 OpenMIPS工程簡介n二 OpenMIPS根本情況n三 OpenMIPS教學(xué)版主要特點n四 OpenMIPS教學(xué)版的文件組織n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS測試環(huán)境n七 測試舉例n八 下一步方案八 下一步的方案 按照方案，將在2021年12月31日左右發(fā)布OpenMIPS實際版OpenMIPS_VHDL_practice_v1.0，敬請關(guān)注。 引見了開源軟核處置器O