RISC-V¶

• Alunos: Beatriz Muniz / Gabriel Kawall / Rafael dos Santos
• Curso: Engenharia da Computação
• Semestre: 6 / 8 / 8
• Contato: corsiferrao@gmail.com
• Ano: 2021

Começando¶

Para seguir esse tutorial é necessário:

• Hardware: DE10-Standard e acessórios
• Softwares: Quartus 18.01
• Documentos: DE10-Standard_User_manual.pdf

Começando¶

• Hardware: DE10-Standard
• Softwares: Quartus 18.01, TeraTerm (windows), GTKTerm (linux)

Motivação¶

Softwares livres e de código aberto (free and open source ou FOSS do inglês) são um parte essencial da infraestrutura digital do mundo moderno. Existe uma grande diversidade de projetos deste tipo, com escopos e objetivos singelos ou arrojados e mantedores que vão de indivíduos ou pequenos grupos até empresas multinacionais, ou até mesmo grupos delas. Contudo, quando se trata de hardware existem poucos projetos maduros. Por isso a motivação desse tutorial foi explorar a arquiterura do processador RISC-V, que é uma arquitetura aberta e tem uma boa perspectiva para o futuro.

Risc-V¶

Risc-V é uma arquitetura de instrucões aberta que é baseada nos princípios RISC. Por isso ele tem um número de instruções reduzidas quando comparado com processadores do tipo CISC.

Como não é nosso objetivo desenvolver uma implementação do RISC-V, precisamos clonar o Risc-V

Hello World¶

• Criar um projeto no Quartus usando o neorv32_test_setup_bootloader.vhd como topLevel
• Adcionar todos os arquivos do rtl/core no projeto
• Também adicionar todos os arquivos *.default.vhd encontrados em rtl/core/mem
• No Quartus adicione todos os arquivos novos à uma biblioteca chamada neorv32
• No topLevel trocar a CLOCK_FREQUENCY para 50 MHz (50e6) no generic
• No mesmo arquivo, adcionar um not na linha 102, pois os nossos LEDs são ligados em 0 e desligados em 1

Pin Map¶

• clk_i : mapear para PIN_AF14
• rstn_i : mapear para PIN_AJ4 (botão mais a direita)
• gpio_o : mapear para PIN_AA24, PIN_AB23, PIN_AC23, PIN_AD24, PIN_AG25, PIN_AF25, PIN_AE24, PIN_AF24 (são os pinos dos leds, em vez do gpio)

Compilando e embarcando¶

Após as mudanças feitas nos arquivos para adequá-los à placa escolhida devemos compilar o projeto criado usando o quartus e depois o embarcar na placa. Com isso, um dos LEDs deveria estar piscando!

8 bit-counter¶

Toolchain¶

Como essse projeto vai utilizar uma arquitetura RISC-V, não podemos utilizar um compilador para outras arquiteturas, logo precisamos baixar um novo compilador/toolchain para o RISC-V.

• Baixar a release da toolchain mais rescente.
• Seguir o tutorial de instalação.

Para que a toolchain instalada possa ser usada nos próximos passos, o seu path deve ser adicionado ao ambiente. Adicionar esse comando ao .bashrc ou semelhante pode ser uma boa ideia.

$ export PATH:$PATH:/opt/riscv/bin

Compilando¶

Vamos utilizar o codigo de exemplo do repositorio. Para isso devemos ir ate neorv32/sw/example/blink_led e executar o comando: make clean_all exe que irá compilar o codigo e gerar um executável

Programando¶

• Instalar o TeraTerm (windows) ou GTKTerm (linux)
• Abrir uma conexão com a porta Serial à placa e setar as seguintes confugurações:

• Aperte o botao0 para resetar a placa
• Aperte qualquer tecla no seu teclado para parar o bootloader
• Mande o comando de upload do executavel para a placa
• Selecione o arquivo compilado anteriormente
• Mande o comando de execute para a placa
• Os leds devem estar contando ate 8 bits