FEMTORV32 / FEMTOSOC: 미니멀한 RISC-V CPU

(모든 구성이 IceStick에 들어갑니다 < 1280 LUT)

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외부 링크:

• Shawn Hymel의 YouTube 튜토리얼
• YouTube 튜토리얼 (2편)

특징

• quark(RV32I), electron(RV32IM), intermissum(RV32IM + irq), gracilis(RV32IMC + irq), petitbateau(RV32IMFC + irq) 등 여러 변형으로 제공됩니다.
• 프리웨어 도구(Yosys와 nextpnr)로 합성합니다.
• 주요 목표: 교육용으로 사용할 수 있고, 읽기 쉬우며, ICEstick에 들어가고, 재미있는 데모(그래픽)를 제공하며, 학생 한 명당 약 40달러로 장비를 갖출 수 있도록 하는 것입니다.
• 면책 조항: 저는 FPGA 전문가가 아니므로, 의견이나 조언을 자유롭게 남겨 주십시오!
• ICEStick과 ULX3S에서 80MHz로 동작합니다.
• 6kb RAM(ICEStick) 또는 256kb(ULX3S)
• 펌웨어는 gnu RISC-V 도구 모음(스크립트 포함)을 사용해 C 또는 어셈블리로 생성할 수 있습니다.
• UART, 내장 LED, OLed 디스플레이, LED 매트릭스를 위한 SOC 메모리 맵 방식 장치 드라이버와 하드웨어를 제공합니다.
• femtolibC, femtoGL(모두 6kb 안에 들어갑니다).
• @ultraembedded의 fat_io_lib(SD 카드의 FAT 파일 시스템 접근)을 포함합니다.
• "femtOS" 가상 출력 지원: printf()를 UART, OLED 화면(또는 LED 매트릭스, 작업 중)으로 리디렉션합니다.
• OLED 디스플레이용 그래픽을 포함하여 다양한 RISC-V 어셈블리 및 C 데모 프로그램을 제공합니다.
• 이제 LiteX에서 바로 사용할 수 있습니다. 튜토리얼을 참조하십시오.

LUT 수(FemtoRV32 + FemtoSOC)

ICE40/IceStick 타깃에서 측정한 통계입니다.

첫 번째 열은 IceStick의 표준 구성입니다(UART와 LED 구성, 6Kb RAM, 2단 시프터). 이는 Dhrystones 테스트의 두 번째 줄에 해당합니다. 두 번째 열은 2단 시프터의 영향을 측정한 것입니다(LUT 40개를 차지합니다). 세 번째 열은 주변장치 없이(LED만 사용) RAM을 최소로 둔 최소 구성으로, 프로세서만으로 LUT를 얼마나 사용하는지 가늠하기 위한 것입니다(1000개 미만이니 업적 달성입니다!).

FemtoRV32는 복잡도(소스가 Verilog 1000줄 안에 들어가며, 제 생각에는 읽기도 쉽습니다), LUT 수(여기서도 1000이 마법의 숫자입니다), 성능(약 1000 Dhrystones/s/MHz이며, 대부분의 명령어는 2~3사이클이 걸립니다) 사이에서 절충합니다.

FemtoRV32 라이선스

FemtoRV는 3조항 BSD 라이선스를 따릅니다:

Copyright (c) 2020-2021, Bruno Levy
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다른 RISC-V 코어 참고 자료

• 기준이 되는 코어: Claire Wolf의 picorv32입니다(여기에서 많은 아이디어를 빌려 왔습니다).
• 가장 작은 RISC-V: SERV입니다. 1000 LUT에 인스턴스를 5개(!)나 넣을 수 있습니다.
• 더 빠른 코어, Linux를 구동할 수 있는 코어: biriscv, VexRiscv
• FemtoRV32의 가장 친한 친구: ICE-V입니다. Silice(더 고수준의 HDL)로 작성되었습니다.
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