riscv verilog

时间: 2023-08-15 09:08:22 浏览: 55
以下是一个简单的RISC-V处理器的Verilog代码示例。它实现了RV32I指令集的子集,包括基本的算术和逻辑操作,分支和跳转指令以及加载和存储指令。请注意,这只是一个示例,您可能需要根据您的需求进行修改和调整。 ``` module riscv_cpu( input clk, input rst, input [31:0] mem_addr, input [31:0] mem_data_in, output [31:0] mem_data_out ); reg [31:0] pc; reg [31:0] ir; reg [31:0] reg_file [31:0]; reg [4:0] opcode; reg [6:0] funct3; reg [6:0] funct7; reg [4:0] rs1; reg [4:0] rs2; reg [4:0] rd; reg [11:0] imm; wire [31:0] alu_out; wire [31:0] branch_target; assign mem_data_out = reg_file[rd]; // Instruction fetch always @(posedge clk) begin if (rst) begin pc <= 32'h00000000; end else begin pc <= pc + 4; end end // Instruction decode and execute always @(posedge clk) begin if (rst) begin ir <= 32'h00000000; opcode <= 5'b00000; funct3 <= 3'b000; funct7 <= 7'b0000000; rs1 <= 5'b00000; rs2 <= 5'b00000; rd <= 5'b00000; imm <= 12'h000; end else begin ir <= mem_data_out; opcode <= ir[6:2]; funct3 <= ir[14:12]; funct7 <= ir[31:25]; rs1 <= ir[19:15]; rs2 <= ir[24:20]; rd <= ir[11:7]; imm <= {12{ir[31]}, ir[31:20]}; end end // ALU operations always @(*) begin case (funct3) 3'b000: alu_out = reg_file[rs1] + reg_file[rs2]; // ADD 3'b001: alu_out = reg_file[rs1] << reg_file[rs2]; // SLL 3'b010: alu_out = reg_file[rs1] < reg_file[rs2]; // SLT 3'b011: alu_out = reg_file[rs1] < reg_file[rs2]; // SLTU 3'b100: alu_out = reg_file[rs1] ^ reg_file[rs2]; // XOR 3'b101: alu_out = reg_file[rs1] >> reg_file[rs2]; // SRL 3'b110: alu_out = reg_file[rs1] | reg_file[rs2]; // OR 3'b111: alu_out = reg_file[rs1] & reg_file[rs2]; // AND default: alu_out = 0; endcase end // Branch and jump operations always @(*) begin case (opcode) 5'b11000: branch_target = pc + imm; // JALR 5'b11011: branch_target = pc + imm; // JAL 5'b11001: branch_target = (reg_file[rs1] == reg_file[rs2]) ? pc + imm : pc + 4; // BEQ 5'b11010: branch_target = (reg_file[rs1] != reg_file[rs2]) ? pc + imm : pc + 4; // BNE default: branch_target = 0; endcase end // Register file operations always @(posedge clk) begin if (rst) begin reg_file[0] <= 32'h00000000; end else begin case (opcode) 5'b00011: reg_file[rd] <= mem_data_out; // LW 5'b01011: mem_data_in <= reg_file[rs2]; // SW 5'b00100: reg_file[rd] <= alu_out; // ADDI 5'b11000: reg_file[rd] <= pc + 4; // JALR 5'b11011: reg_file[rd] <= pc + 4; // JAL default: reg_file[rd] <= reg_file[rd]; // No operation endcase end end // Memory operations always @(posedge clk) begin if (rst) begin mem_data_out <= 32'h00000000; end else begin case (opcode) 5'b00011: mem_addr <= reg_file[rs1] + imm; // LW 5'b01011: mem_addr <= reg_file[rs1] + imm; // SW default: mem_data_in <= mem_data_in; // No operation endcase end end // Program counter update always @(posedge clk) begin if (rst) begin pc <= 32'h00000000; end else begin case (opcode) 5'b11000: pc <= branch_target; // JALR 5'b11011: pc <= branch_target; // JAL 5'b11001: pc <= branch_target; // BEQ 5'b11010: pc <= branch_target; // BNE default: pc <= pc; // No branch or jump endcase end end endmodule ``` 该代码模块化,定义了一个名为riscv_cpu的模块,具有以下输入输出端口: - clk:时钟输入 - rst:重置输入 - mem_addr:内存地址输入 - mem_data_in:内存数据输入 - mem_data_out:内存数据输出 Verilog代码使用always块来定义RISC-V处理器的行为。它包括指令获取、指令解码和执行、ALU操作、分支和跳转操作、寄存器文件操作和内存操作。此外,它还包括程序计数器的更新和寄存器文件中的读写操作。 这是一个简单的RISC-V处理器Verilog代码示例。根据需要进行修改和调整。

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