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本帖最后由 free-arm 于 2012-6-1 14:36 编辑
《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[31]; 倒数第二行文字：sum_middle也改为sum_middle[31]。
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[7:0]，替换为Rs[7:0]；
倒数第三行中Rm[7:0]，替换为Rs[7:0]；
倒数第二行Rm[7:0]，替换为Rs[7:0]；Rm[4:0]替换为Rs[4:0]；
倒数第一行中：{ {32{Rm[31]}}, Rm} >> Rm[4:0]，替换为 { Rm, Rm} >> Rs[4:0]；Rm[Rm[4:0]-1]替换为Rm[Rs[4:0]-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,[R0]"应该改为"LDR R1,[R0]", 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, 下载次数: 1976 )
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, 下载次数: 1825 )
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。 |
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发表于 2012-5-25 17:46:23
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发表于 2012-5-25 21:55:14
