upgrate picture (#35)
* upgrate picture * upgrate picture * upgrate picture
BIN
.pic/Labs/l1.png
Before Width: | Height: | Size: 17 KiB |
BIN
.pic/Labs/l2.png
Before Width: | Height: | Size: 26 KiB |
BIN
.pic/Labs/l3.png
Before Width: | Height: | Size: 76 KiB |
BIN
.pic/Labs/l5.png
Before Width: | Height: | Size: 95 KiB |
BIN
.pic/Labs/l6.png
Before Width: | Height: | Size: 147 KiB |
BIN
.pic/Labs/l7.png
Before Width: | Height: | Size: 148 KiB |
BIN
.pic/Labs/l8.png
Before Width: | Height: | Size: 239 KiB |
BIN
.pic/Labs/l9.png
Before Width: | Height: | Size: 267 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_01_adder.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 50 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_02_alu.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 58 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_03_rf.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 86 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_05_md.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 107 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_06_datapath.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 341 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_08_lsu.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 352 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_09_lsu_integration.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 378 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_10_irq.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 410 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_11_irq_integration.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 518 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_12_peripheral_units.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 535 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_14_programming_device.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 551 KiB |
BIN
.pic/Labs/lab_overview.gif
Normal file
After Width: | Height: | Size: 265 KiB |
BIN
.pic/Labs/labs_overview.drawio.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 556 KiB |
@@ -82,7 +82,7 @@
|
||||
|
||||
Создаваемая система на ПЛИС состоит из: процессора, памяти, контроллера прерываний и контроллеров периферийных устройств.
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
|
||||
Выполнение лабораторных работ это последовательный процесс в результате которого будет освоен ряд различных инструментов и средств. В общих словах это:
|
||||
|
||||
@@ -104,17 +104,17 @@
|
||||
|
||||
## 1. Сумматор. SystemVerilog (Adder)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
На первой лабораторной работе изучаются базовые конструкции языка описания аппаратуры SystemVerilog, с помощью которого разрабатывается цифровой сумматор из примитивных логических вентилей, который, в последствии, конфигурируется в ПЛИС и его работа проверяется на отладочном стенде.
|
||||
|
||||
## 2. Арифметико-логическое устройство (ALU)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
На второй лабораторной изучаются новые конструкции языка SystemVerilog, на основе которых разрабатывается блок арифметико-логического устройства (АЛУ). АЛУ — это устройство, на входы которого подаются операнды, над которыми нужно выполнить некоторую операцию (сложение, вычитание и тому подобное) и код операции, которую нужно выполнить, а на выходе появляется результат этой операции. Проще говоря АЛУ - это "калькулятор" процессора.
|
||||
|
||||
## 3. Регистровый файл и внешняя память (RF)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
На третьей лабораторной разрабатываются элементы памяти для будущего процессора: память команд, память данных и регистровый файл. В памяти команд будет храниться программа, которую будет выполнять процессор. В памяти данных хранятся данные, которые будут обрабатываться процессором. Регистровый файл — это маленькая память, тоже с данными, которые могут быть поданы непосредственно на АЛУ. Особенность RISC-архитектур в том, что данные перед обработкой необходимо перенести из памяти данных в регистровый файл, только после этого к ним можно применять различные операции.
|
||||
|
||||
## 4. Простейшее программируемое устройство (PPD)
|
||||
@@ -124,12 +124,12 @@
|
||||
|
||||
## 5. Основной дешифратор команд (MD)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
Пятая лабораторная посвящена разработке устройства управления – основному дешифратору команд. Функция основного дешифратора — получать на вход коды выполняемых операций и преобразовывать их в управляющие сигналы для всех блоков процессора (АЛУ, память, регистровый файл, мультиплексоры). Работа требует внимательности в реализации, а ее результат проверяется заранее подготовленными автоматическими тестами.
|
||||
|
||||
## 6. Тракт данных (DP)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
Разработанные блоки объединяются, образуя тракт данных, управляемый основным дешифратором команд. Результатом шестой лабораторной работы является однотактный процессор, с архитектурой RISC-V, поддерживающий стандартный набор целочисленных инструкций RV32I. В качестве проверки на процессоре запускаются программы, заранее написанные на языке ассемблера RISC-V. Сравнивается результат полученный на симуляторе и на разработанном процессоре.
|
||||
|
||||
## 7. Внешняя память
|
||||
@@ -140,7 +140,7 @@
|
||||
|
||||
## 8. Блог загрузки и сохранения данных (LSU)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
|
||||
Для корректного исполнения инструкций `LB`, `LBU`, `SB`, `LH`, `LHU`, `SH` мало использовать память с побайтовой записью. Необходимо также уметь управлять этой памятью, определенным образом подготавливать данные как для записи в память данный, так и для записи в регистровый файл, а также следить за тем, чтобы за время работы с памятью, программа процессора не начала исполняться дальше. Все эти задачи возлагаются на специальный модуль, который называется **Блок загрузки и сохранения** (**Load and Store Unit**, **LSU**)
|
||||
|
||||
@@ -148,9 +148,11 @@
|
||||
|
||||
Вспомогательная лабораторная работа по интеграции реализованного ранее блока загрузки и сохранения, а также новой памяти данных в модуль `riscv_unit`.
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
## 10. Подсистема прерывания (IC)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
|
||||
Одной из основных функций процессоров является возможность реагировать на внешние события (дернуть мышку, нажать кнопку и т.п.), автоматически запуская, при их возникновении, соответствующие программы. В данной лабораторной создается и подсистема прерывания, к которой относятся контроллер прерываний с циклическим опросом и блок регистров статуса и управления.
|
||||
|
||||
@@ -158,9 +160,11 @@
|
||||
|
||||
Вспомогательная лабораторная работа по интеграции реализованной ранее подсистемы прерывания.
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
## 12. Периферийные устройства (PU)
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
|
||||
В данной лабораторной создаются и подключаются к общей шине и подсистеме прерывания контроллеры периферийных устройств: переключатели, светодиоды, клавиатура, семисегментные дисплеи а так же контроллер uart.
|
||||
|
||||
@@ -176,4 +180,4 @@
|
||||
|
||||
В рамках данной лабораторной работы мы немного упростим процесс передачи программы: вместо записи в ПЗУ, программатор будет записывать её сразу в память инструкций, минуя загрузчик.
|
||||
|
||||

|
||||

|
||||
|