[经验]

利用蜂鸟内核来实现指令的仿真模拟

2025-10-24 08:17:46

95 蜂鸟内核

现在我们组在进行浮点扩展，既然要进行扩展，我们必须能够检验扩展的正确性，因此本篇文章介绍一下自己编写指令，并通过仿真观察指令结果的正确性。
RSIC-V指令架构

首先在编写指令前，我们必须先大概介绍一下RISC-V的指令架构，在RSIC-V中主要有以下6种指令格式：

因此，我们在对于一条指令进行分析时，我们首先要知道其的指令类型，以及对应操作码，然后对应这个格式，我们便可以分析出一个二进制对应的汇编指令。
指令编写

在我们了解完，RSIC-V中的指令架构后，我们便可以编写对应的指令。由于我们在测试中，只需要检验一条特定的指令的正确性，因此我们只需要直接写出对应指令的二进制形式。在这里，我测试的指令是：
addi r1 r0 8

该指令是I型指令，根据图可以看到OPCODE是0010011，FUN3是000，imm[11:0]为000000001000，rs1是00000，rd是00001。
因此可以知道该指令对应的二进制代码是：00000000100000000000000010010011。
指令存储

在E203关注的指令系统中，指令基本上是存储在ITCM中的，相关介绍可以参考我的这篇文章。另外值得一提的是：

可以看出指令是以十六进制进行存储的，因此对于上述的指令，我们必须转换为十六进制，即为00800093，又因为蜂鸟E203是小端格式。所以存储时应该为93 00 80 00。
仿真验证

写好测试文件中的指令后，我们便可以运行仿真，首先可以看到TCL中输出：

说明指令成功存入ITCM中。
然后我们再看仿真结果：

可以看到当指令运行到0x8000_0004时，r1的值改为了8，由于r0的值始终为0，所以该结果与我们预期结果相符合。
附言

这次只是进行了一个很简单的addi指令的测试，因此如果我们要进行一些扩展时，我们首先是得知道它的二进制形式怎么编写，例如如果我们编写浮点指令时，如果只是使用Nuclei Studio，它是无法将对应浮点汇编指令转换为对应的二进制指令的。

本主题由 Harmony技术专家于 2025-10-24 16:55 审核通过