開源RISC-V處理器架構(gòu)分析與驗證

 
第一部分處理器指令集架構(gòu)
第1章RISCV指令集架構(gòu)淺析0031.1指令集架構(gòu)003
1.1.1復雜指令集計算機與精簡指令集計算機003
1.1.2經(jīng)典指令集005
1.1.3RISCV009
1.2RISCV指令集簡介010
1.3RISCV基礎(chǔ)指令集011
1.3.1算術(shù)與邏輯操作指令013
1.3.2控制轉(zhuǎn)移指令017
1.3.3內(nèi)存訪問指令019
1.3.4控制和狀態(tài)指令021
1.4RISCV擴展指令集023
1.4.1RV32M整數(shù)乘除法指令023
1.4.2RV32A原子指令024
1.4.3RV32C壓縮指令027
1.4.4RV32F單精度浮點指令034
1.4.5RV32D雙精度浮點指令039
1.5RISCV 64位基礎(chǔ)指令044
1.6RISCV特權(quán)指令046
1.7本章小結(jié)047 開源RISCV處理器架構(gòu)分析與驗證目錄 第二部分處理器微架構(gòu)
第2章微架構(gòu)頂層分析0512.1流水線051
2.1.1RISCV指令集052
2.1.2流水化實現(xiàn)053
2.1.3流水線性能055
2.1.4流水線冒險058
2.1.5分支預測063
2.1.6標量流水線局限性063
2.2Ariane微架構(gòu)064
2.2.1Ariane簡介064
2.2.2頂層接口065
2.2.3流水線架構(gòu)068
2.2.4數(shù)據(jù)流071
2.2.5模塊層次072
2.3本章小結(jié)074
第3章指令提取075
3.1指令提取概述075
3.2分支預測算法076
3.2.12位飽和計數(shù)器077
3.2.2兩級分支預測器078
3.2.3Gshare分支預測器079
3.2.4分支目標緩沖器080
3.2.5返回地址堆棧080
3.3指令提取單元設(shè)計081
3.3.1整體設(shè)計081
3.3.2指令重對齊085
3.3.3分支檢測087
3.3.4分支預測088
3.3.5指令隊列089
3.3.6取指地址091
3.4本章小結(jié)091
第4章指令譯碼092
4.1指令譯碼概述092
4.1.1壓縮指令093
4.1.2譯碼異常094
4.2指令譯碼單元設(shè)計095
4.2.1整體設(shè)計095
4.2.2壓縮指令解碼098
4.2.3標準指令譯碼100
4.3本章小結(jié)102
第5章指令發(fā)射103
5.1單發(fā)射和多發(fā)射103
5.2順序發(fā)射和亂序發(fā)射104
5.3指令動態(tài)調(diào)度105
5.4指令發(fā)射單元設(shè)計108
5.4.1整體設(shè)計108
5.4.2Scoreboard模塊實現(xiàn)113
5.4.3Issue_Read_Operands模塊實現(xiàn)116
5.5本章小結(jié)116
第6章指令執(zhí)行117
6.1指令執(zhí)行概述117
6.2指令執(zhí)行單元設(shè)計119
6.2.1整體設(shè)計119
6.2.2LSU模塊設(shè)計123
6.2.3FLU模塊設(shè)計126
6.2.4FPU模塊設(shè)計131
6.3本章小結(jié)137
第7章指令提交138
7.1指令提交概述138
7.2指令提交單元設(shè)計139
7.2.1整體設(shè)計140
7.2.2Commit_Stage模塊實現(xiàn)142
7.2.3Controller模塊實現(xiàn)146
7.3本章小結(jié)148
第8章存儲管理149
8.1緩存原理149
8.1.1緩存組織結(jié)構(gòu)150
8.1.2緩存寫入策略152
8.1.3緩存替換算法153
8.1.4緩存優(yōu)化155
8.2緩存設(shè)計156
8.2.1整體設(shè)計156
8.2.2指令緩存模塊設(shè)計158
8.2.3數(shù)據(jù)緩存模塊設(shè)計160
8.3存儲管理部件166
8.3.1虛擬內(nèi)存167
8.3.2地址轉(zhuǎn)換170
8.4存儲管理部件設(shè)計176
8.5本章小結(jié)179
第9章中斷和異常180
9.1中斷和異常概述181
9.2異常處理機制183
9.2.1異常處理過程183
9.2.2寄存器說明184
9.3中斷控制平臺189
9.3.1中斷源190
9.3.2中斷目標192
9.3.3中斷處理流程192
9.4中斷和異常設(shè)計實例193
9.4.1異常產(chǎn)生和處理193
9.4.2PLIC模塊195
9.4.3CLINT模塊199
9.5本章小結(jié)200
第三部分處理器驗證
第10章UVM簡介20310.1UVM概述203
10.1.1驗證方法學概述204
10.1.2驗證方法學的發(fā)展史205
10.2UVM基本概念206
10.2.1UVM類的說明207
10.2.2UVM樹形結(jié)構(gòu)209
10.2.3UVM運行機制210
10.3UVM組件介紹219
10.3.1uvm_test219
10.3.2uvm_env221
10.3.3uvm_agent222
10.3.4uvm_driver224
10.3.5uvm_monitor225
10.3.6uvm_scoreboard225
10.3.7uvm_sequence和uvm_sequencer225
10.3.8reference model228
10.3.9tb_interface228
10.4本章小結(jié)229
第11章RISCV驗證框架230
11.1通用驗證框架230
11.1.1驗證測試點232
11.1.2驗證層次233
11.1.3驗證透明度236
11.1.4驗證激勵約束240
11.1.5驗證檢測機制244
11.1.6驗證集成環(huán)境246
11.2RISCV驗證特點249
11.2.1指令發(fā)包器隨機性249
11.2.2指令集模擬器準確性251
11.2.3覆蓋率模型完備性252
11.3本章小結(jié)253
第12章RISCV指令發(fā)生器254
12.1RISCVDV概述254
12.1.1特性簡介254
12.1.2驗證流程255
12.1.3測試用例集256
12.2RISCVDV使用方法256
12.2.1軟件安裝257
12.2.2運行指令發(fā)生器258
12.2.3命令說明259
12.2.4YAML配置261
12.3RISCVDV結(jié)構(gòu)分析264
12.3.1仿真激勵xaction264
12.3.2Generator267
12.3.3測試用例269
12.3.4擴展說明270
12.4本章小結(jié)271
第13章RISCV指令集模擬器272
13.1RISCV指令集模擬器概述272
13.2Spike概述273
13.2.1特性簡介273
13.2.2軟件棧分析274
13.3Spike使用方法275
13.3.1軟件安裝275
13.3.2命令解析275
13.3.3運行示例277
13.3.4Log文件分析277
13.3.5運行Linux278
13.4Spike源代碼分析279
13.4.1代碼目錄結(jié)構(gòu)279
13.4.2靜態(tài)結(jié)構(gòu)281
13.4.3啟動流程282
13.5Spike擴展284
13.5.1定制Log284
13.5.2擴展指令286
13.5.3擴展外設(shè)286
13.6本章小結(jié)288