第一章

1.软核处理器概念：

 

2.部分开源软核处理器：

①OR1200

 

......

第二章 实验环境搭建

本章做了两个实验：

1.在Linux环境下编写一个汇编文件Example.S，程序功能是将两个寄存器的值相加并存到被加寄存器中。将该汇编程序编译、链接成可执行文件，在OR1200模拟器OR1KSim中运行该可执行代码，观察结果。

2.创建一个OR1200运行的最小系统，在该系统中执行1中的可执行文件，使用仿真软件ModelSim观察结果。

【笔者决定暂不纠结于工具，因为有些太老了已经下载不了了，重要的是搞清楚实验步骤和原理】

2.1实验一

Step1.搭建实验环境。安装虚拟机工具并挂载ubuntu镜像，在ubuntu下安装针对目标平台的GNU工具链。

 

安装软件：VitualBox虚拟机工具和OR1200 Ubuntu镜像

Step2.编写Example.S汇编程序

 

Step3.编译Example.S得到Example.o。我们编写的汇编程序放置在Example.o的Section.text中。

 

Step4.建立链接描述脚本ram.ld，使得Section.text从地址0x100处开始放置，因为执行的第一条指令就是此地址的。执行下面的链接命令，得到可执行文件Example.or32。

 

Step5.编写makefile文件，规范化对源程序的编译链接过程。[makefile文件的编写方法见前几篇博客]

Step6.使用OR1KSim模拟器运行程序。

 

跟踪程序的执行信息并对其进行剖析，如下图

可以发现，执行完这段程序后，r1寄存器和r2寄存器的值都是0xa。

 

总结：该实验的目的是了解程序如何能在硬件上执行。过程是：将一段汇编代码在OR1200(的模拟器)中编译、链接并执行，跟踪执行过程和结果。实验环境是ubuntu，所需工具是gnu工具链。

2.2实验二

1.创建最小系统如下：

 

Step1.在ModleSim中建立工程min_or1200。将OR1200的所有Verilog文件加入其中。

Step2.新建测试平台(test bench)文件or1200_tb.v。只令时钟、复位信号有效，其余接口输入信号置0。

Step3.修改OR1200配置。通过注释和取消注释配置文件or1200_defines.v中的宏定义，保留需要的模块，去掉不需要的模块，以构建最小系统。

Step4.修改or1200_qmem.v。OR1200将从QMEM中读取指令、加载存储数据。

2.运行仿真

Step1.初始化QMEM，将可执行代码存入其中。修改文件or1200_spram_2048x32.v，在611行添加如下代码initial $readmemh(“mem.data”,mem); 表示从mem.data中读取数据初始化mem（QMEM）。

注意：mem.data不能是Example.or32的内容，因为后者是一个ELF格式的文件，需要操作系统来解释该文件。而上述1过程构建的最小系统是一个硬件裸机，也就是说当加电复位的时候CPU只知道从0x100处读入指令开始执行，其余什么也不知道。所以我们要手动把Example.or32中的可执行代码放到0x100处。

mem.data内容如下：

 

Step2.将mem.data复制到min_or1200工程的根目录，单击Simulate，选择or1200_tb作为测试平台，观察下面四个信号的波形(Add to wave)。

 

选择菜单Simulate->Run->Run-All开始仿真。显示波形如下：

 

3.自动化生成mem.data

如上2中所述的mem.data是我们手工编写的。实际该过程可由makefile自动完成。步骤为将Example.or32中的内容转化为二进制，再写入memdata即可。

总结：该实验通过配置创建了一个OR1200的最小系统，然后将实验1可执行代码存入cpu启动后首先读取的地址处，观察仿真结果。

思考心得：一段汇编程序，先编译成.o文件，将汇编码变成十六进制代码，然后链接成.or32文件，安排程序在内存中的存放位置，就可以执行了（但需要操作系统或加载器，因为.or32是一个ELF文件）。如果想在裸机上执行，要先知道该cpu加电后最先取哪个存储体的哪个地址的指令开始执行，然后把程序的十六进制代码放到该地址处即可。