TIPS

使用方法与开发板参数详见 ./sources/how-to-use-vivado.pptx。

• Project Type: RTL project
• Boards: Artix-7 xc7a100tcsg324-1
• add files:
  • Constraints: ./sources/icf.xdc
  • Design Sources: ./modules/
  • Simulation Sources: ./simulate.v
• ROM: Distributed Memory Generator
  • Component Name: ROM_D
  • Depth: 8192, Data Width: 32, Memory Type: ROM
  • Coefficients File: ./*.coe
• RAM: Block Memory Generator
  • Component Name: RAM_B
  • Byte Write Enable(checked), Byte size: 8
  • Write/Read Width: 32, Write/Read Depth: 2048, Enable Port Type: Always Enabled
  • Coe File: ./*.coe

Simulation settings: xsim.simulate.runtime should be greater than 1s; 10s preferred.

TIMELINE

• 2026.3.13：导入所有下发文件，完成 main.v 模块。
• 2026.3.22：移除 SCPU.edf 和 dm_controller.edf，完成 SCPU.v 及 dm_controller.v 模块。
• 2026.3.23：添加 hack.coe，其效果是跳过 testAC.coe 中的六个测试函数，直接进入显示 AC 动画的函数。
• 2026.3.24：添加由 @kiwiizzz 提供的仿真文件 simulate.v，但是无法访问 RAM。推测这是 MIO_bus.v 未实现导致的问题。
• 2026.3.25：发现重大 bug：此前成功显示 AC 的原因是输入到 ROM 的 PC_out 高位被截断，丢失部分信息。
• 2026.3.26：已修复上述重大 bug，但仍不保证一定能成功运行。
• 2026.3.27：移除 MIO_bus.edf 并实现了简陋的 MIO_bus.v 以供仿真，至此已成功完成单周期 CPU。
• 2026.3.30：完成五级流水线 CPU 并通过仿真测试，但下板失败；使用 Load-Use Stall 和旁路解决数据冒险，使用静态预测不跳转解决控制冒险。
• 2026.3.31：清空项目目录 ./NewCPU/ 并重新创建项目从而解决下板失败的问题，现支持 50Mhz 分频；实现两位分支预测器，准确率为 54.17%，支持 100Mhz 分频。
• 2026.4.1：进一步优化两位分支预测器，使准确率提高到 69.10%；实现 Return Address Stack(RAS)，使准确率提高到 71.43%。
• 2026.4.3：安装 RISC-V 交叉编译工具链。
• 2026.4.4：尝试以轮询方式访问外设，可读取 switch 的信息并控制 led 与数码管的输出。
• 2026.4.5：完成 audio.v 模块与 keyboard.v 模块，可通过键盘按键控制输出声音的音量。
• 2026.4.6：修改 audio.v 并实现高级语言程序 ./backup/piano.c，生成类似 midi 键盘的 ./backup/piano.bit。
• 2026.4.7：完成外设中断，但与键盘有关的信息传递仍存在问题：触发中断后有概率出现不再响应任何中断的情形。
• 2026.4.8：修改中断处理逻辑，修复上述问题。
• 2026.4.9：修改 audio.v 模块的逻辑使之更适应中断，发现问题：在离开中断处理程序执行 mret 时有概率跳转到 0x0。
• 2026.4.11：通过修改 stack.v 模块中 always 块的触发条件，解决上述问题；至此，已彻底完成外设中断。
• 2026.4.17：为 audio.v 模块添加调节音量的功能，audio.v 模块出现偶发不发声的问题。
• 2026.5.3：修复 audio.v 模块偶发不发声问题，至此彻底完成；尝试引入 SD 卡。
• 2026.5.15：引入 SD 卡失败，验收通过，项目终止。

COOPERATION

@kiwiizzz and his repository