僅5,000行Verilog代碼的RISC-V內核，支持Linux，性能接近486
2020-02-20 14:59:45 EETOP
東京工業大學計算機學院的一個團隊中開發了一種可移植且具有Linux功能的RISC-V片上系統（SoC），僅用5,000行Verilog代碼即可實現。
“ RISC-V是一種開放的，免版稅的指令集架構，已在加利福尼亞大學伯克利分校開發。使用RISC-V的處理器可以自由設計和發布，”該團隊在背景技術中解釋道。“因此，到目前為止，已經發布了各種處理器內核和片上系統（SoC）。但是，有一些便攜式的RISC-V公共計算機系統可以運行Linux操作系統。
“在本文中，我們以Verilog HDL設計了針對FPGA的可移植的支持Linux的RISC-V片上系統（SoC）。該系統可以在具有較少硬件資源的FPGA上實現，并可以在低成本FPGA上實現。”
RVSoC占用了非常少的FPGA資源
最終的設計被稱為RVSoC，它實現了32位RV32IMAC指令集體系結構，并提供了帶有內存管理單元（MMU）的12級流水線-對于引導Linux并非嚴格要求，因為內核在事件中支持手動內存映射沒有可用的硬件MMU，但除了最基本的可能用途之外，它絕對是所有其他產品的必備品。盡管如此，該設計僅以5,000行Verilog HDL出現。
團隊承諾：“我們計劃發布設計的RVSoC的RTL代碼，作為一種開放且免版稅的RTL設計。” “由于RVSoC是一種支持Linux并使用少量硬件資源的系統，因此可以應用于各種用途。RISC-V的一個特點是它為計算機系統開發人員提供了擴展指令的空間。擴展性可能是特定于應用程序的加速器的基本要求，并且可以實現更專業的指令集。
RVSoC的性能介于386和486處理器之間
“通過添加獨特的指令以及相關軟件的開發，節省資源的RVSoC可以適用于各種加速器和特殊處理器內核的實現。RVSoC的Verilog HDL代碼中的行數約為5,000，并且相對而言易于理解具有Linux功能的計算機系統的整個實現。因此，它適合用作計算機科學教育的示例計算機系統。”
該論文將在IEICE信息與系統交易雜志上發表。
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