论坛首页 › FPGA › 发一个开源的兼容ARM9指令集的内核，1800行注释的源代码

玉非璞 发表于 2013-7-7 22:21:35

发一个开源的兼容ARM9指令集的内核，1800行注释的源代码

《兼容ARM9的软核处理器设计：基于FPGA》已经卖出一段时间。实际上，在后面我对这一版本进行了优化，主要是为了在FPGA上跑更高的速度。这一优化，还是非常成功的，在spartan6上可以达到近80MHz的速度。

   这一高速版本，仍然保持三级流水线，和以前的结构基本一致。主要的改动点如下：
   1，第二级的乘法使用移位操作代替；
   2，为了消除banked register对时序的影响，对有banked的寄存器r8~r14都新增加一个主寄存器Rx，它会在模式切换时，主动更新到对应模式的寄存器。
   
   鉴于乘法运算非常耗费时间，我做了两个版本，这两个版本都做了详细的注释。
   一个版本是不执行MULT和MULTL指令；它可以运行到70+MHz（Spartan6)。读者如果非要执行乘法操作，可以使用软件乘法来代替。或者已经读懂这一版的读者可以自行加上乘法的实现，以执行全指令集。
   另外一个版本在上一个版本的基础上用32*32的硬件乘法来完成这两条指令的执行。因为32*32的乘法操作，使得它运行的速度降到60+MHz（Spartan6)。这一版本相对于不带乘法的版本，只不过增加少许几行而已。它的Dhrystone比起书中来说，要略小一点。书中的可以达到1.2 DMIPS/MHz，这一版本，只能达到1.1 DMIPS/MHz。

   这两个版本的接口都和书上给出的代码的接口一致，读者完全可以在FPGA工程中无缝替换。但是注意，由于不带乘法的版本没有实现乘法指令，因此书中给出的Hello项目可以替换，Dhrystone和uClinux系统仿真不能替换执行，而带乘法的版本都可以替换执行。因为Linux系统仿真需要增加协处理器接口，因此两个版本都不能用在Linux仿真上面。

   下面给出书中的勘误，读者可以纠正。对于带给大家的不便，请予谅解。

1，103页，倒数第二行代码：sum_middle替换为sum_middle; 倒数第二行文字：sum_middle也改为sum_middle。
2，105页，倒数第九行"字符串字符串"，有两个"字符串"，去掉其中一个；其中 字符串 是带乘法指令版本执行的解压缩密码，它以s开始，以=结尾，密码包含s和=。                  
                      倒数第四行中Rm，替换为Rs；
                   倒数第三行中Rm，替换为Rs；
                   倒数第二行Rm，替换为Rs；Rm替换为Rs；
                   倒数第一行中：{ {32{Rm}}, Rm} >> Rm，替换为 { Rm, Rm} >> Rs；Rm-1]替换为Rm-1]。
3，107页，图5-12中，“后发生”下方的Rn替换为Rm；
4，114页，第二段中，“在L==0时”与“在L==1时”这两组词进行互换。也就是后面的两段意思描述反了；
                   第三段中LDM0替换为LDM。
5，116页，第一段和第二段的LDM0替换为LDM。
6，118页，第一行中”26种“替换为”27种”。
7, 106页，"6.MULT"下面的指令表中Rd和Rn的位置互换
8, num误为"mum"的问题。发生在 111页的 "15. MSR1"下面的指令表；112页的"16. DP2"下面的指令表和"17. LDR0"下面的指令表；113页的"18. LDR1"下面的指令表；
9, 130页，图6-10中“MOV R1,"应该改为"LDR R1,", 见下面的代码描述。


不带乘法指令的版本：（不加密，都可以下载）

arm9_compatiable_code_high.rar (12.96 KB)

带有乘法指令的版本：（加密，获取密码的方法：105页，倒数第九行"字符串字符串"，有两个"字符串"，去掉其中一个；其中 字符串 是带乘法指令版本执行的解压缩密码，它以s开始，以=结尾，密码包含s和=。）

arm9_compatiable_code_high_mult.rar (14.09 KB)

欢迎大家试用，给出意见！希望在更多的开发板上，能够运行起来这些软核处理器。也希望能够带动更多的人，用Verilog来设计软核处理器。

源代码因为没有权限所以不能发，需要的可以在新浪爱问下载，也可以写邮件给我。qiang0204@gmail.com

BURNING.AN 发表于 2014-6-14 19:07:22

这么好的帖子没人顶么

zouzhichao 发表于 2014-6-14 19:46:26

楼主牛人

netawater 发表于 2014-6-14 19:52:42

支持原创！

zishan 发表于 2014-6-14 20:45:27

顶楼主 好！

sunnyqd 发表于 2014-6-14 20:46:25

顶                     

Jordan?? 发表于 2014-6-14 21:07:11

当初还买一块FPGA开发板来学习这本书
可惜后来乱七八糟的事没弄成
顶一下LZ{:lol:}

huabutterfly 发表于 2014-6-15 10:17:49

下载下来好好学习

tennokoe 发表于 2014-6-15 22:56:30

这本书关注过一段时间，作为学习资料还是不错的。

dragonlands 发表于 2014-6-17 08:25:25

顶一下，无源码无真相

dragonlands 发表于 2014-6-17 08:26:05

顶一下楼主，开源的东西最好

lzygxu 发表于 2014-6-17 08:59:40

这么好的帖子，支持一下

jlian168 发表于 2014-6-17 09:50:06

Do you have:

arm9_compatiable_wrapper.zip
no_tx_xilinx_arm9.zip
risclite_mx.rar

Thank you.

iwqt1983 发表于 2014-6-18 14:00:57

最好有完整的ARM同9

stdio 发表于 2014-6-18 14:18:58

原作者和原贴在这里，代码一应俱全：
http://bbs.eetop.cn/thread-333596-1-1.html

查看完整版本: 发一个开源的兼容ARM9指令集的内核，1800行注释的源代码