自從上世紀80年第一款商業(yè)處理器問世以來,處理器行業(yè)蓬勃發(fā)展。ARM與X86體系架構占領著絕大部分的處理器市場。但由于其高昂的授權成本和歷史包袱問題阻礙了處理器行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,RISC-V應運而生。時至今日,它以其簡約的設計理念、可定制的擴展子集以及沒有歷史包袱的特點,得到了廣大公司及科研機構等的認可與青睞。本文首先從基本整數(shù)指令集,擴展指令集以及特權指令集三部分對RISC-V進行理論分析研究。然后以基于RISC-V的PULPino SoC平臺為研究對象,完成了軟件模擬,FPGA實現(xiàn)以及物理版圖設計的目標。軟件模擬方面,自頂向下地從代碼結構和功能模型兩方面分析PULPino SoC平臺的IP組織結構形式和功能實現(xiàn)方式。在ModelSim模擬器上搭建PULPino SoC平臺的功能模型,內核配置為RISCY,并支持PULP擴展和RV32IM指令集。以helloworld應用程序為例,實現(xiàn)了軟件層次的模擬和分析,驗證了該平臺結構和功能層次上的正確性。FPGA實現(xiàn)方面,在對PULPino SoC基于Xilinx公司的時鐘和存儲器模塊對PULPino SoC平臺進行綜合實現(xiàn),時序滿足要求。最終... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

處理器的基本硬件結構

世界微處理器的研究，起步較晚，一度不被看所的龍芯研發(fā)團隊研發(fā)成功通用 CPU——“龍式面世，標志著我國在半導體行業(yè)已取得了長U 的道路更進一步，國外芯片不再是我國 CPUIPS 體系陣營站住腳。“龍芯一號”采用了 0.18且支持 266MHz 主頻，目前用于國產的龍騰服 10 月，龍芯 CPU 正式推出“龍芯二號”，該系高可達 500MHz，總體性能是初代產品的 8 到龍芯二號”的“增強版”被中科院計算所相繼推推出多核微處理器——“龍芯三號”。性能進一工藝，主頻大幅度提升至 1GHz，并且應用于服務微處理器技術已經邁出了巨大的一步[13]。時至廣泛使用與生產生活中。與此同時，中星微電理器產業(yè)方面取得了顯著成果，中國微處理器

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文”，尤其是在消費類、IoT[24]等嵌入式市場掀起波瀾。美國不少企業(yè)已經開始研發(fā)基于 RISC-V 的商業(yè)用途的 IP 核心。在中興發(fā)酵后，中國也開始重視 RISC-V 的研究，相繼成立中國 RISC-V 產業(yè)聯(lián)盟國開放指令生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟。2018 年，上海出臺政策，明確支持 RISC-V 相究與開發(fā)的組織機構，這是國內首例支持 RISC-V 的相關政策。并于同年，海成立中國 RISC-V 產業(yè)聯(lián)盟和上海市集成電路行業(yè)協(xié)會 RISC-V 專業(yè)委。隨后，在在第五屆世界互聯(lián)網大會上，中國開放指令生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟正式，阿里、中天微、北京大學、清華大學、騰訊等組織機構積極參與。2019 年ISC-V 和 Linux 兩大基金會聯(lián)合開展面向 RISC-V 架構的研討會，進一步推 RISC-V 在中國的發(fā)展。RISC-V 在中國也備受矚目，從民眾到產業(yè)，中國識到擁有一套自主可控的芯片的重要性，這是一份十分重要并且艱巨的任ISC-V 基金會成員數(shù)量近年的增長如圖 1-3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微電子技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 黃勁風.  電子世界. 2019(05)
[2]微電子技術的發(fā)展研究[J]. 張俊杰.  現(xiàn)代工業(yè)經濟和信息化. 2018(11)
[3]國產CPU和操作系統(tǒng):面對長路,無需悲情[J]. 熊偉.  中國信息化. 2018(05)
[4]對RISC貢獻巨大,兩名芯片專家獲圖靈獎[J].   今日電子. 2018(04)
[5]面向IoT終端設備的RISC-V微控制器設計與分析[J]. 李其高.  單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2018(03)
[6]RISC-V:改變SoC器件的開發(fā)[J]. Ted Marena.  中國電子商情(基礎電子). 2017(12)
[7]SiFive與UltraSoC結盟通過DesignShare產業(yè)生態(tài)加速RISC-V開發(fā)[J].   單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2017(11)
[8]國產龍芯計算平臺發(fā)展及軟件生態(tài)環(huán)境建設[J]. 楊琴,王亮亮,張佳偉.  信息技術與標準化. 2017(07)
[9]RISC-V架構的開源處理器及SoC研究綜述[J]. 雷思磊.  單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2017(02)
[10]淺談CISC和RISC技術與計算機性能間的關系[J]. 布合力其木·艾爾肯.  數(shù)字技術與應用. 2014(07)

碩士論文
[1]基于RISC-V指令集微處理器的運算模塊設計[D]. 關文博.黑龍江大學 2018
[2]基于RISC-V指令集處理器的控制器研究[D]. 滕宇.黑龍江大學 2018
[3]基于ARM Cortex-A9的嵌入式Linux內核移植研究與實現(xiàn)[D]. 羅名駒.廣東工業(yè)大學 2017
[4]Intel處理器中國市場營銷戰(zhàn)略研究[D]. 徐明清.西南交通大學 2014
[5]600MHz YHFT-DX處理器物理設計[D]. 劉凱峰.國防科學技術大學 2010



本文編號：3284207