基于RISC-V指令集的处理器及其运行环境设计

摘要：

[目的]针对国内RISC-V的开源处理器的研究使用5级流水线且加入64位扩展集的设计方案较少,大多数的设计方案仅考虑功能方面的实现,对于性能的优化略有不足.[方法]课题组设计了一款基于RISC-V指令集架构的处理器,搭建了相应的运行环境,将分支指令跳转的条件判断提前到译码阶段,降低延迟;利用数据旁路传播技术优化数据冒险问题;采用2位Booth算法及保留进位加法器搭建的华莱士树结构实现乘法指令;设计高速缓存的存储结构获得更快的访问速度;使用DPI-C机制实现处理器与运行环境的交互.[结果]该设计最终完成的处理器以及运行环境成功运行并通过了C语言编写的RV641测试集的功能测试,此外通过运行性能测试程序CoreMark,得到CoreMark测试分数达到了3.38 CoreMark/MHz.[结论]设计的处理器性能优于国内其他开源的同级流水线的处理器,并且通过运行环境可以运行高级程序语言,处理器的开发和测试更加便利,达到了预期效果.

关键词：RISC-V指令集、处理器、运行环境、性能优化

所属期刊栏目：54

分类号：TP303(计算技术、计算机技术)

资助基金：辽宁省教育厅青年科技人才育苗项目LQ2019019

在线出版日期：2023-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：34-39