9:49 2021/12/3

〇、前言

在古代中国，人们将北斗七星中最亮的那颗星称为玉衡。亦称：廉贞星。

一、简介

玉衡（YuHeng）基于开源 RISC-V 指令集架构，是一款极简的 32 位 RISC-V 处理器核。仅用于检测和实验。

玉衡不具备任何商用价值，但可以作为很好的学习平台。

使用玉衡，能够很好的了解计算机体系结构、操作系统、通信协议、编译原理等相关知识。
另外，所有的运行环境均为精简搭建，因此还可以很轻易的熟悉搭建过程。

不仅会用，还要知道为什么会用。

“这么说吧，就是为了这口醋，我才包的这顿饺子。”

特点与功能

1. 支持 RV32IMFD 扩展指令集，通过RISC-V指令兼容性测试

2. 采用五级流水线设计：IF、ID、EX、MEM、WB

3. 采用自定义的总线设计：RBM（RISC-V Bus Matrix）

4. 支持中断：矢量中断和非矢量中断

5. 支持多种外设： UART、TIMER 等

6. 支持 C 程序运行

7. 支持 RT-Thread Nano 3.1.5

8. 支持 UART 模拟器，可在仿真环境中进行调试

9. ...

二、功能介绍

1. 整体框图

框图中部分模块暂时未支持。

2. 地址分配

为了简化取指阶段的操作，使用 ITCM 来存放程序代码。因此程序空间与数据空间是相互独立的。

ROM、RAM 被认为是外设，所有的外设统一编址在 4G 的空间上。

其中 ROM 和 ITCM 是同一块区域，二者的地址是相同的。

目前挂载了 3 个 UART 模块，用于测试 UART 收发功能。

三、使用说明

硬件部分的设计源码存放在 sources/ 路径下

• sources/create_project.tcl： Vivado 工程创建脚本（由 auto.bat 调用）

• sources/pa_chip_param.v：参数文件

• sources/pa_chip_top.v：顶层设计文件

• sources/auto.bat：工程创建脚本

• sources/clear.bat：工程清除脚本

• sources/core/： 存放内核的设计源码

• sources/perips/： 存放外设的设计源码

• sources/soc： 存放存储器和总线控制器的设计源码

• sources/tb： 存放 testbench 源码

通过直接双击 auto.bat 即可实现 Vivado 工程的创建。

四、致谢

在玉衡（YuHeng）的设计过程中，参考和借鉴了许多优秀的开源项目。

1. tinyriscv 项目

https://gitee.com/liangkangnan/tinyriscv.git

2. e200_opensource 项目

https://github.com/SI-RISCV/e200_opensource.git

五、修改日志

• v1.1

  • 添加 C 语言测试用例（12:25 2021/12/21）

• v1.0

  • 支持 RT-Thread Nano 3.1.5（10:25 2021/12/03）

六、维护

如果有任何疑问或者建议，欢迎在下方评论，或者通过邮件联系（E-mail：ytesliang@163.com），我会尽可能在 24 小时内进行回复。

ATONEMAN
2021.12.03