基于RISC-V指令集的CPU设计和FPGA实现（一）

基于RISC-V的32位FPGA处理器实现与实验
最新推荐文章于 2025-10-29 17:16:51 发布
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#risc-v #fpga开发 #硬件架构

本文档详述了一项大学实验，即设计并实现一个基于RISC-V指令集的32位FPGA处理器。处理器涵盖了算术、逻辑、移位、加载/存储、跳转等37条基础指令，并采用统一编址与外设交互。实验使用Xilinx开发板XC7A100T和Verilog进行开发，同时计划实现单周期和流水线CPU。文章还提供了一个简单的计算器程序，用于测试处理器功能，涉及拨码开关输入和数码管LED输出。实验要求学生具备数字逻辑、计算机组成原理、RISC-V汇编和Verilog等相关知识。

概述

实现该32位CPU为哈尔滨工业大学（深圳）大二小学期的实验，基于RISC-V的指令集架构和Xilinx开发板（ XC7A100T-1FGG484C）开发的FPGA处理器。

该CPU将会实现37条基础指令，包括 算术运算指令、逻辑运算指令、移位运算指令、载入指令、存储指令、条件跳转指令、无条件跳转指令、比较指令。同时采用统一编址的方式实现与外设的连接和交互。

实现的指令：

指令类型 指令
算术运算指令 add, addi, sub, lui, auipc
逻辑运算指令 and, andi, or, ori, xor, xori
移位运算指令 sll, slli, srl, srli, sra, srai
载入&存储指令 lw, sw, lb, lbu, lh, lhu, sb, sh
跳转指令 beq, bne, blt, bge, bltu, bgeu
无条件跳转指令 jal, jalr
比较指令 slt, slti, sltu, sltiu

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