OpenMIPS教学版讲解ppt课件

1、OpenMIPS教学版讲解主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案一 OpenMIPS工程简介nOpenMIPS开场于2021年8月，目的是开发一款32位、兼容MIPS

2、32指令集的开源软核处置器，便于教师教学、学生领会了解计算机体系构造课程的相关知识，同时也可以做实践用途。nOpenMIPS将坚持自在软件的理念，坚持开源的方式，同时采用商业友好的LGPL授权。n并且分为两个版本：教学版、实际版，每个版本都运用VHDL、Verilog HDL两种言语编写，这样实践是有四个版本一 OpenMIPS工程简介nOpenMIPS_VHDL_study_v1.0 教学版VHDL 1.0nOpenMIPS_Verilog_study_v1.0 教学版Verilog1.0nOpenMIPS_VHDL_practice_v1.0 实际版VDHL 1.0nOpenMIPS_Ve

3、rilog_practice_v1.0 实际版Verilog1.0一 OpenMIPS工程简介n教学版的主要想象是尽量简单，符合教科书n实际版的主要想象是使OpenMIPS成为一个实践可用的处置器，可以下载到FPGA上，运转实践有用的程序 一 OpenMIPS工程简介一 OpenMIPS工程简介OpenMIPS是采器具有哈佛构造的32位标量处置器，兼容MIPS32体系构造，这样可以运用现有的MIPS编译环境。具有以下特点：五级整数流水线，分别是：取指、译码、执行、访存、回写哈佛构造，分开的指令、数据接口32个32位整数存放器大端方式向量化异常处置，支持准确异常处置8个外部中断一 OpenMIP

4、S工程简介n32bit数据、地址总线宽度n单周期乘法n支持延迟转移n兼容MIPS32体系构造，支持MIPS32指令集中的一切整数指令n大多数指令可以在一个时钟周期内完成n可综合n兼容wishbone b2的指令、数据总线接口只需实际版提供nLGPL开源nVHDL、Verilog HDL两种言语版本主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案二 OpenMIPS根本情况n支持的指令情况n流水线情况n具有的存

5、放器情况 二 OpenMIPS根本情况n支持的指令情况n流水线情况n具有的存放器情况 二 OpenMIPS根本情况OpenMIPS支持MIPS32的一切整数指令逻辑操作指令AND、ANDI、LUI、NOR、OR、ORI、XOR、XORI移位操作指令SLL、SLLV、SRA、SRAV、SRL、SRLV算术操作指令ADD、ADDI、ADDIU、ADDU、CLO、CLZ、SLT、SLTI、SLTIU、SLTU、SUB、SUBU、MADD、MADDU、MSUB、MSUBU、MUL、MULT、MULTU、DIV、DIVU挪动操作指令MFHI、MFLO、MOVN、MOVZ、MTHI、MTLO二 OpenM

6、IPS根本情况n控制指令NOP、SSNOPn跳转指令J、JAL、JALR、JRn分支指令B、BAL、BEQ、BGEZ、BGEZAL、BGTZ、BLEZ、BLTZ、BLTZAL、BNEn加载类指令LB、LBU、LH、LHU、LL、LW、LWL、LWRn存储类指令SB、SC、SH、SW、SWL、SWRn协处置器访问指令MFC0、MTC0n自陷指令SYSCALL、TEQ、TEQI、TGE、TGEI、TGEIU、TGEU、TLT、TLTI、TLTIU、TLTU、TNE、TNEIn异常前往指令ERET二 OpenMIPS根本情况n支持的指令情况n流水线情况n具有的存放器情况 二 OpenMIPS根本情况

7、OpenMIPS具有五级流水线，在各个阶段完成的任务如下：取指阶段：从指令存储器获得指令，修正pc的值译码阶段：指令译码，根据译码结果获得指令执行需求的存放器的值、立刻数的值，并判别能否是多周期指令执行阶段：判别并处理数据相关问题，执行指令操作，判别能否转移访存阶段：假设是加载存储指令，那么读写数据存储器回写阶段：写目的存放器。判别能否有异常发生二 OpenMIPS根本情况n支持的指令情况n流水线情况n具有的存放器情况 二 OpenMIPS根本情况nOpenMIPS支持32个32位整数存放器n还支持协处置器CP0中的如下存放器：nCOUNTnCOMPAREnSTATUSnCAUSEnEPCnC

8、ONFIGnPrIdnBadVAddrnErrorEPC。 主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案三 OpenMIPS教学版主要特点三 OpenMIPS教学版主要特点主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案

9、四 OpenMIPS教学版的文件组织nrtln一切一切OpenMIPS的源代码文件在该文件的源代码文件在该文件夹下，包括夹下，包括n流水线文件流水线文件iu.vhdn除法模块除法模块div.vhdn存放器文件存放器文件Regfile.vhdn顶层文件顶层文件OpenMIPS.vhdn宏定义文件宏定义文件stdlib.vhd四 OpenMIPS教学版的文件组织nmin_sopcn包括如下文件：包括如下文件：n指令存储器指令存储器imem.vhdn数据存储器数据存储器dmem.vhdn以及一个用来测试以及一个用来测试OpenMIPS的最小的最小SOPC的顶层文件的顶层文件OpenMIPS_min_

10、sopc.vhd四 OpenMIPS教学版的文件组织ntestbenchn包括包括testbench测试文件测试文件OpenMIPS_min_sopc_tb.vhd四 OpenMIPS教学版的文件组织ntooln包括一个小工具包括一个小工具Bin2Mem.exe，该工具，该工具用来将用来将GCC编译得到的二进制文件进展编译得到的二进制文件进展格式变化得到格式变化得到inst_rom.data文件，运用文件，运用后者初始化后者初始化OpenMIPS_min_sopc中的指中的指令存储器令存储器imem，以便进展测试，以便进展测试四 OpenMIPS教学版的文件组织n10_Days_make_Op

11、enMIPSn在之前发布过一些文档引见如何运用在之前发布过一些文档引见如何运用10天时间实现处置器天时间实现处置器OpenMIPS，本文件，本文件夹下的内容是相关资料的整理，包含一夹下的内容是相关资料的整理，包含一个文档个文档，以及与之对应的每一天的，以及与之对应的每一天的OpenMIPS代码代码四 OpenMIPS教学版的文件组织ndocn包含一些文档，详细有：包含一些文档，详细有：nnn四 OpenMIPS教学版的文件组织nasm_testn包括一切的测试例程，其组织方式是参包括一切的测试例程，其组织方式是参照照一文，按照一文，按照“天来组织，比如天来组织，比如Day2文件夹中存放的是文件

12、夹中存放的是一文中第二天对应的一文中第二天对应的测试例程，当然一切的测试例程都可以测试例程，当然一切的测试例程都可以在最终的在最终的OpenMIPS中进展测试中进展测试主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案五 OpenMIPS最小SOPC主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS

13、最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案六 OpenMIPS测试环境l GCCl Ubuntu虚拟机l ModelSim 主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案七 测试举例第一步：建立ModelSim工程 第二步：编译测试程序得到inst_rom.data以Day3_1、Day7_1、Day10_3为例 第三步：仿真 主要内容n一 OpenMIPS工程简介n二 OpenMIPS根本情况n三 OpenMIPS教学版主要特点n四 OpenMIPS教学版的文件组织n五 OpenMIPS最小SOPCn六 OpenMIPS测试环境n七 测试举例n八 下一步方案八 下一步的方案 按照方案，将在2021年12月31日左右发布OpenMIPS实际版OpenMIPS_VHDL_practice_v1.0，敬请关注。 引见了开源软核处置器O