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访存 MEM级 设计 访存访存，顾名思义，就是要去访问内存。这个内存是“数据内存”，因为我们写的CPU采用的是哈佛架构，指令内存和数据内存分离。 数据内存 DRAM.sv 首先登场的是数据内存。非常简单，实例化一堆RDFF即可。为什么是RDFF？为了便于测验交作业，我们暂时把DRAM写成 “同步写、异步读” 的。 几乎所有厂商都不支持“同步写、异步读”的DRAM，综合器也无法将其综合为DRAM。对于Xilinx的IP核，其BRAM是同步读写的，有的甚至需要两拍。 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950`timescale 1ns / 1ps// DRAM 行为模型 - 用于仿真// 替代 Xilinx IP 核// [HACK] Vivado无法综合异步读的RAMmodule DRAM ( input logic clk, // 时钟 input logic [15:0] a, // 地址输入 (16位 ...

执行 EX级 设计 EX级以负责核心运算功能的ALU著称。可以说，它是CPU的灵魂。来一人一句ALU牛逼来。 算数逻辑单元 ALU.sv ALU需要完成一系列R-Type、I-Type指令的运算。对于L-Type和S-Type，它们的处理逻辑其实差不多，都是相加——这样才能让ALU输出基地址和偏移量之和，算出目标地址。 同样地，使用字符串打印的方式来增强可读性，优化Debug体验，并更好的看到指令在流水线中的流动。同样使用DEBUG宏进行包装，在给综合器生成最终电路前取消宏定义即可。 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283`include "include/defines.svh"module ALU ( // 操作码 input logic [ 4:0] alu_op, / ...

译码 ID级 设计 提到译码级，那就得是译码器啊。纯组合逻辑，包你写到爽。 译码级还有什么？立即数移位也需要放在ID级，以减轻EX级的压力。 指令译码器 Decoder.sv 指令译码器为组合逻辑模块。我们需要哪些信号？ 首先要把31位的指令分类：是RIBJSU的哪一种？之后，要根据分类，将寄存器地址拆分出来，准备送进同一级的寄存器堆来读取数据；要提取指令的funct3和funct7，以便在EX级告诉ALU“长的像的指令如何区分”；要根据指令类型，区分跳转类型和读取/写入类型，给后面的流水级进行处理；还要生成对应位的寄存器读信号，和分支指令判断信号，为后面处理数据冒险准备……要干的事情真不少。 一步一步全写上即可。推荐使用宏定义，大幅度提升可读性。 在模块内使用``ifdef DEBUG`配合上ASCII字符进行Debug是另一个小技巧。在综合时取消宏定义即可。 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061 ...

从零构建前的准备 设计思路 理论知识已经准备好了，接下来该开始实践了。 如何从零开始写一个CPU？ 首先要明确ISA架构：我们需要支持哪些指令？RV32的拓展很多很多，比如MIAFD等等。我们可以实现一个“精简版”的RV32I指令集CPU——连里面的ecall和ebreak都不实现。只要满足基础的38条（甚至只支持lw/sw，不考虑非对齐访存），就能运行80%的C语言程序。至于Zicsr扩展和M扩展等，在构建完毕后再考虑。 然后，是微架构设计：是做单周期还是多周期，亦或者流水线？是做顺序还是乱序？单发射还是多发射？饭要一口口吃，步子迈太大了容易扯着蛋。因此，做一个经典的五级流水线、顺序单发射的CPU即可。 然后，保持一个清醒的头脑。即使是一个最简单的RV32ICPU，也需要不下于10个模块。所有的代码加起来可能连3000行都不到，但是其中的连线无比复杂。如果不在写之前就想好，很容易莫名其妙地丢掉一条连线、一个端口，然后看波形debug半天。 时刻要记住：切不可“只见树木、不见森林”——不建议一个一个模块写，而是创建好文件后问自己： 这个模块的功能是什么？ 这个模块是组合逻辑电路还是时 ...

写于2025.11.18，纪念 Cloudflare 发生的大规模故障。

前言 在更适合Powershell体质的grep中重定义了grep。Linux中的ln命令也非常好用，创建软链接，可以省下很多需要复用的文件空间。 没想到Powershell中没办法使用cmd的mklink，自带的创建软连接命令比我命还长。自己写一个脚本重定向！ 代码 因为不能执行cmd命令，只能使用Powershell函数，因此新建一个ln.psm1模块，并保存到C:\Users\UserName\Documents\PowerShell\Modules\ln，在Powershell初始化时导入即可。 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657function ln { param( [switch]$d, # -d: 强制目录链接 [switch]$h, # -h: 显示帮助 [string]$target, [string] ...

前言 打大乱斗动不动就卡，太烦了。这B反作弊跟小蓝熊坐一桌去。 注册表修改 参考：解决英雄联盟LOL卡顿掉帧问题很多方法都没用的试下这个 - 哔哩哔哩 新建一个注册表文件1.reg： 123456789101112131415161718192021Windows Registry Editor Version 5.00[HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Image File Execution Options\DeltaForceClient-Win64-Shipping.exe\PerfOptions]"CpuPriorityClass"=dword:00000003"IoPriority"=dword:00000003[HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Image File Execution Options\League of Legends.exe\P ...

防君子、不防小人也。

前言 目前看波形依旧没有什么现代化的软件，还是得用GTKWave。这玩意本来是给Linux用的，Windows上的界面看起来很奇怪。而且字体太小了，眼睛受不了。如何修改字体和字体大小呢？ 配置文件与启动参数 参考官方文档：GTKWave 3.3 Wave Analyzer User's Guide 编辑用户文件夹下的.gtkwaverc文件（不存在就新建一个）： 1234567use_big_fonts 8 //字体字号highlight_wavewindow 1 //高亮被选择的信号波形// color_grid feeeed // 高亮信号颜色fill_waveform 1 //高值填充disable_mouseover 0 //鼠标可查看波形hier_max_level 5 //显示信号归属层级的最大值left_justify_sigs 1 //信号左对齐 之后用参数启动： gtkwave -r path/to/config/.gtkwaverc your_vcdfile即可。 其实也可以修改字体： fontname_si ...

应付一下应试。 缩写 PLA: Programmable Logic Array PAL: Programmable Array Logic PLD: Programmable Logic Device ROM: Read-Only Memory RAM: Random Access Memory ALU: Arithmetic Logic Unit IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers VHDL: VHSIC Hardware Description Language CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor FPGA: Field-Programmable Gate Array RISC: Reduced Instruction Set Computer CISC: Complex Instruction Set Computer DSA: Domain Specific Architecture SoC: System on Chip FP: Float ...