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香山

香山是一款开源的高性能 RISC-V 处理器。采用 Chisel 硬件设计语言开发，支持 RV64GC 指令集。

详细文档将在未来放出。 English Readme is here.

©2020-2021 中国科学院计算技术研究所版权所有。

文档和报告

在 2021 年 6 月的 RISC-V 中国峰会上，我们给出了超过 20 个技术报告。报告已经更新到我们的文档仓库。

未来更多的文档也将更新到相同的仓库。

处理器架构

自 2020 年 6 月开始开发的雁栖湖为香山处理器的首个稳定的微架构。目前版本的香山（即南湖）正在 master 分支上不断开发中。

微架构概览：

目录概览

以下是一些关键目录：

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├── fpga                   # 支持的 FPGA 开发板、用于构建 Vivado 项目的文件
├── read-to-run            # 预建的仿真镜像文件
├── scripts                # 用于敏捷开发的脚本文件
└── src
    ├── test               # 测试文件（包括差异测试（diff-test）和模块测试（module-test） 等）
    └── main/scala         # 设计文件
        ├── bus/tilelink   # tilelink 实用工具
        ├── device         # 用于仿真的虚拟设备
        ├── difftest       # chisel 差异测试接口
        ├── system         # SoC 封装
        ├── top            # 顶层模块
        ├── utils          # 复用封装
        ├── xiangshan      # 主体设计代码
        └── xstransforms   # 一些实用的 firrtl 变换代码

生成 Verilog

• 运行 make verilog 以生成 verilog 代码。输出文件为 build/XSTop.v。
• 更多信息详见 Makefile。

仿真运行

环境搭建

• 设定环境变量 NEMU_HOME 为香山 NEMU 在您机器上的绝对路径。
• 设定环境变量 NOOP_HOME 为香山工程文件夹的绝对路径。
• 设定环境变量 AM_HOME 为香山 AM 的绝对路径。
• 项目使用 mill 进行 scala 编译，因此需要安装 mill，详见 mill 手动安装指南（目前仅英文版本）。
• 克隆本项目，运行 make init 以初始化本项目引用的开源子模块。

运行仿真

• 安装开源 verilog 仿真器 Verilator。
• 运行 make emu 以利用 Verilator 构建 C++ 仿真器 ./build/emu。
• 运行 ./build/emu --help 可以获得仿真器的各种运行时参数。
• 更多细节详见 Makefile 与 verilator.mk。

运行示例：

make emu CONFIG=MinimalConfig SIM_ARGS=--disable-log EMU_THREADS=2 -j10
./build/emu -b 0 -e 0 -i ./ready-to-run/coremark-2-iteration.bin --diff ./ready-to-run/riscv64-nemu-interpreter-so

致谢

在香山的开发过程中，我们采用了来自开源社区的子模块。具体情况如下：

子模块	来源	详细用途
L2 Cache/LLC	Sifive block-inclusivecache	我们增强了原模块的功能和时序，最终使之能胜任 L2/LLC 任务的缓存生成器
Diplomacy/TileLink	Rocket-chip	我们复用了来自 rocket-chip 的外接框架和链接，来调度总线
FPU	Berkeley hardfloat	我们使用了 Barkeley-hardfloat 作为浮点运算器并为之设计了 SRT-4 除法/开方运算单元。此外我们分割了 FMA 流水线以优化时序

我们深深地感谢来自开源社区的支持，我们也鼓励其他开源项目在木兰宽松许可证的范围下复用我们的代码。:)