Rocket-Chip功能说明

最新推荐文章于 2025-04-11 12:00:37 发布
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分类专栏： RISC-V & rocket-chip 文章标签： rocket-chip RISC-V verilog
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/105130810

我根据自己的需求，配置了一个rocket-chip，我需要的硬件功能有以下(源代码为2020.03.17的src文件)：

  1. 指令集支持32位的IMAC，通用寄存器为32个。
  2. 支持4KB-ICache和4KB-DCache。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115058136?spm=1001.2014.3001.5501
  3. 硬件断点数量为2。
  4. PMP区域为8个。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115362780?spm=1001.2014.3001.5501
  5. 硬件性能计数器为2个。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/105547789
  6. 带有DCache flush功能。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/116090948?spm=1001.2014.3001.5501
  7. 带有clock gtae功能。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115188536?spm=1001.2014.3001.5501
  8. 乘法器为pipeline形式。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/110779020
  9. local interrupt为16个。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/106390615
  10. PLIC入口2个。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/106246629
  11. 带有CLINT中断。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/106911288
  12. 带有JTAG DEBUG接口。
  13. 带有frontend接口(AXI4/AHB)。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115738002?spm=1001.2014.3001.5501
  14. 带有memory接口(AXI4/AHB)。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115738002?spm=1001.2014.3001.5501
  15. 带有mmio接口(AXI4/AHB)。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/115738002?spm=1001.2014.3001.5501
  16. 带有rom。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/105304887
  17. 带有ROCC接口。
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/111600428
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/111658564
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/112853517
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/113359605
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/113866679
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/114228002
    https://blog.youkuaiyun.com/a_weiming/article/details/114411409

最后生成的文件有以下内容：
在这里插入图片描述
图中，蓝色箭头的是我们的rocket-chip主体RLT，黑色箭头的是外接的SRAM文件，红色箭头的是设备文件(后缀是.dts)，可以看到我们的一些硬件配置内容。下面对*.dts文件进行解释。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
具体的说明大家看图吧。

接下来看一下RTL的层次结构和部分端口内容：
在这里插入图片描述
这份RTL的下载链接：
https://download.youkuaiyun.com/download/a_weiming/12273606
后面可能会有其他版本的更新。

后面我们会对这些功能进行一一解说，并配合实例进行具体说明。

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<think>好的，我现在要帮用户解决如何修改开源的Rocket CPU的Chisel代码的问题。首先，我需要回想一下用户提供的参考引用，特别是引用[1]和引用[2]中的内容。用户提到想了解如何修改Rocket CPU的Chisel实现，所以需要从环境搭建、代码结构、具体修改步骤等方面入手。 首先，根据引用[1]，用户需要克隆Chisel项目到本地，并设置开发环境。这可能包括安装必要的依赖项，比如SBT、Scala等。不过用户的问题是关于Rocket CPU的，而Rocket Chip项目本身可能已经使用Chisel，所以可能需要先确认用户是否已经正确克隆了Rocket Chip的仓库，而不是Chisel团队的教程项目。这里可能需要指出用户可能需要参考Rocket Chip的官方仓库，比如https://github.com/chipsalliance/rocket-chip，而不是Chisel-Team的Chisel项目。不过引用[1]中的命令可能是一个例子，用户需要根据实际情况调整。 接下来，用户需要了解代码结构。Rocket Chip的代码结构可能包含多个模块，比如核心流水线、缓存、总线接口等。需要引导用户找到需要修改的部分。例如，如果用户想修改流水线阶段，可能需要查看src/main/scala/rocket目录下的文件。 然后，具体的修改步骤可能包括修改现有的模块或添加新的功能。例如，用户可能想添加自定义指令，这涉及到修改ALU逻辑或者译码阶段。需要提醒用户在修改前备份代码，并建议使用版本控制工具如Git来管理更改。同时，测试是非常重要的一环。引用[2]中提到ChiselTest对多时钟的支持有限，可能需要手动切换时钟信号，但一般的模块测试可能不需要处理多时钟问题，不过需要注意测试方法。 在测试部分，建议用户编写单元测试，使用ChiselTest框架，并运行sbt test来验证修改是否正确。如果遇到问题，可能需要参考Rocket Chip的文档或社区资源寻求帮助。 最后，生成相关问题，可能涉及环境搭建问题、调试方法、性能优化、与其他模块集成等。需要确保问题相关且对用户有帮助。 总结一下，回答的结构应该是先指导环境搭建，然后代码结构分析，具体修改步骤，测试验证，以及注意事项。同时，引用提供的参考资料中的相关内容，比如克隆项目的方法和测试时的注意事项。</think>### 修改Rocket CPU的Chisel代码步骤 #### 1. **环境搭建与代码获取** - **克隆Rocket Chip仓库**（注意：需使用Rocket Chip官方仓库而非Chisel基础库）： ```bash git clone https://github.com/chipsalliance/rocket-chip.git cd rocket-chip git submodule update --init # 初始化子模块 ``` - **安装依赖**： - JDK 8+ - SBT构建工具 - Scala 2.12+（版本需与项目匹配）[^1] #### 2. **代码结构与关键模块** Rocket Chip采用分层设计，核心模块包括： - **CPU流水线**：`src/main/scala/rocket/RVCore.scala` - **缓存系统**：`src/main/scala/rocket/DCache.scala` - **总线协议**：`src/main/scala/amba`目录 - **外设接口**：`src/main/scala/devices`目录 #### 3. **具体修改示例：添加自定义指令** 假设需添加一条新指令`ADDUI`（无符号立即数加法）： - **步骤1：修改指令译码器** 在`RVCore.scala`中找到译码逻辑段，添加指令编码映射： ```scala val addui = BitPat("b?????????????????000?????0010011") when (io.inst === addui) { io.ctrl.sel_alu2 := ALU_SRC_IMM io.ctrl.alu_fn := ALU_ADD // 复用加法器 io.ctrl.wen := true // 使能寄存器写回 } ``` - **步骤2：扩展立即数生成逻辑** 在立即数生成模块中支持新指令的立即数格式： ```scala val imm_addui = Cat(Fill(20, inst(31)), inst(31, 20)) // 符号扩展20位立即数 ``` #### 4. **测试与验证** - **编写单元测试**（在`src/test/scala`中新建测试）： ```scala test(new RVCore) { c => c.io.inst.poke("h00208093".U) // ADDUI x1, x1, 2 c.clock.step(1) c.io.regs(1).expect(2.U) // 验证寄存器x1的值 } ``` - **运行测试**： ```bash sbt "testOnly rocket.RVCoreTest" ``` 注意：多时钟域测试需手动控制时钟信号（参考引用[2]的时钟处理建议） #### 5. **生成Verilog代码** ```bash sbt "runMain rocket.Generator" # 根据项目实际入口调整 ``` ### 注意事项 1. **版本兼容性**：Chisel语法在不同版本间可能有差异，需确认项目使用的Chisel版本（查看`build.sbt`） 2. **仿真验证**：复杂修改需配合Verilator或VCS进行RTL级仿真 3. **文档参考**：Rocket Chip官方文档提供微架构详细说明
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