littlebot
Published on 2025-04-09 / 4 Visits
0

【源码】基于VHDL的HFRISC SoC嵌入式系统

项目简介

HF - RISC SoC是由巴西PUCRS大学信息学院嵌入式系统组(GSE)设计的小型32位、顺序执行的3级流水线MIPS/RISC - V微控制器。该处理器核心设计简洁,能直接与标准同步存储器接口,易于集成到多种应用中。它支持MIPS和RISC - V两种指令集架构,适用于嵌入式系统开发、FPGA原型设计以及ASIC实现。

项目的主要特性和功能

  1. 3级流水线架构:包含取指(FETCH)、译码(DECODE)和执行(EXECUTE)三个阶段,设计简洁,逻辑复杂度低。
  2. 支持指令集丰富:HF - RISC支持MIPS - I指令集的子集,HF - RISCV完全支持RISC - V的RV32I基础指令集。
  3. 内存映射外设:所有外设通过内存映射方式访问,支持灵活的外设集成和中断处理。
  4. 中断处理机制完善:支持非向量中断,具备三级中断处理机制,可处理多个外设的中断请求。
  5. 多平台实现:已在Xilinx FPGA和TSMC 180nm工艺上成功实现,支持多种时钟频率。
  6. 高性能:HF - RISC和HF - RISCV分别达到0.96和0.84 CoreMark/MHz的性能表现。
  7. 仿真和原型设计便利:提供完整的仿真环境和FPGA原型设计文件,便于开发者在不同平台验证和测试。

安装使用步骤

前提

确保已下载本项目的源码文件。

设置仿真环境

将以下文件添加到仿真项目中: hf-risc/riscv/core_rv32i/* hf-risc/riscv/sim/boot_ram.vhd hf-risc/riscv/sim/ram.vhd hf-risc/riscv/sim/boot.txt hf-risc/riscv/sim/hf-riscv_tb.vhd hf-risc/devices/peripherals/minimal_soc.vhd 若使用MIPS版本,将riscv目录替换为mips

编译应用程序

修改software/makefile文件,设置ARCH = riscvARCH = mips环境变量,且在编译时传递-DDEBUG_PORT标志。

FPGA原型设计

使用以下文件进行FPGA原型设计: hf-risc/riscv/core_rv32i/* hf-risc/riscv/platform/rams/* hf-risc/riscv/platform/spartan3e_nexys2/spartan3e_nexys2.vhd hf-risc/riscv/platform/spartan3e_nexys2/spartan3e_nexys2.ucf hf-risc/devices/peripherals/minimal_soc_uart.vhd hf-risc/devices/controllers/uart/uart.vhd 若使用不同的开发板,需适配顶层文件和.ucf文件。

运行仿真或FPGA原型

在仿真环境中运行仿真,或在FPGA开发板上加载设计并运行。完成以上步骤,即可成功运行HF - RISC SoC的仿真或FPGA原型设计,并进一步开发嵌入式应用程序。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】