split nexys board from riscv-software.md to board/nexys.md
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c5f58f806c
commit
16e6f6ea3a
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@ -19,7 +19,8 @@ const sidebar = {
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'/doc/board/stm32f407zgt6',
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'/doc/board/hifive1-rev',
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'/doc/board/maxgo',
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'/doc/board/kd233'
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'/doc/board/kd233',
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'/doc/board/nexys'
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],
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'controller': [
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'/doc/controller/ximenzi',
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@ -15,3 +15,5 @@
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* [MAXGO](/doc/board/maxgo.md)
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* [KD233](/doc/board/kd233.md)
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* [Nexys_A7-100T](/doc/board/nexys.md)
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@ -0,0 +1,76 @@
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# Nexys A7-100T
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## 综述
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<img src="https://s3.ax1x.com/2020/11/19/DuzSVf.jpg">
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<div style="color:orange; border-bottom: 1px solid #d9d9d9;
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display: inline-block;
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color: #999;
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padding: 2px;">Nexys A7</div>
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</center>
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Nexys A7-100T 是 Digilent 多孔 RAM-based Nexys 开发板的简易替代品。搭载Xilinx®Artix™-7 FPGA芯片，Nexys 4 DDR 是一个打开即用型的数字电路开发平台，帮助使用者能够在课堂环境下实现诸多工业领域的应用，配有高容量的大型FPGA芯片（Xilinx产品编号XC7A100T-1CSG324C）并集成了USB，以太网和其它端口。Nexys 4 DDR开发板能实现从理论型组合电路到强大的嵌入式处理器的多种设计。
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## 硬件特点
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| 序号 | 描述 | 序号 | 描述 |
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| 1 | 选择供电跳线 |13|CPU复位按键（用于软核）|
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| 2 | UART/JTAG共用USB接口 |14|FPGA 配置复位按键|
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| 3 | 外部配置跳线柱（SD/USB） |15|模拟信号Pmod端口（XADC）|
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| 4 | Pmod端口 |16|编程模式跳线柱|
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| 5 | 扩音器 |17|音频连接口|
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| 6 | 电源测试点 |18|VGA连接口|
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| 7 | 16个LED |19|FPGA编程完成LED|
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| 8 | 16个按键开关 |20|以太网连接口|
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| 9 | 8位7段数码管 |21|USB连接口|
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| 10 | 可选用与外部接线的JTAG端口 |22|（工业用）PIC24编程端口|
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| 11 | 5个按键开关 |23|电源开关|
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| 12 | 板载温度传感器 |24|电源接口|
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## 验证FPGA 移植linux
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通过 lowRISC 开源项目，基于 rocket 修改的软核上运行完整的 linux。支持键盘、显示器、网卡等常见通用设备，验证了riscv软核运行linux操作系统的可行性，为XiUOS进一步支持riscv软核提供了试验基础。
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* 生成riscv软核比特流
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* 裁剪编译 linux
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* 生成伯克利 bootloader(bbl)
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* 将软核写入 flash
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* 将 bbl 和 linux 写入 microSD卡
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* JP1 位于 USB / SD 位置，JP2 位于 USB 位置，电源选择 JP3位，usb底部的开关打开DIP-SW 1，引导linux从sd卡启动
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<img src="https://s3.ax1x.com/2020/11/13/DSRnpj.png">
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<div style="color:orange; border-bottom: 1px solid #d9d9d9;
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display: inline-block;
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color: #999;
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padding: 2px;">在Nexys A7-100T上基于riscv软核运行Linux</div>
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```bash
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Debian GUN/Linux buster/sid lowrisc tty1
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lowrisc login: xiuos
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Password:
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Last login:Thu Jan 1 01:09:48 BST 1970 on tty1
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Linux lowrisc 4.18.0-gc81ff0d #48 Thu Oct 18 16:00:24 BST 2018 riscv64
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The programs included with the Debian GUN/linux system are free software;
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the exact distribution terms for each program are described in the
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individual files in /usr/share/doc/*/copyright.
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Debian GUN/linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANT, to the extent
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permitted by applicable law.
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xiuos@lowrisc:~$ cat /proc/cpuinfo
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hart : 0
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isa : rv64imafdc
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mmu : sv39
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uarch : sifive,rocket0
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xiuos@lowrisc:~$ uname -a
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Linux lowrisc 4.18.0-gc81ff0d #48 Thu Oct 18 16:00:24 BST 2018 riscv64 GUN/linux
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xiuos@lowrisc:~$
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```
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@ -10,92 +10,26 @@ IP核的提供方式通常分为软核、固核和硬核这3类。软核(Soft IP
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## 一些常见软核
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### 开源RISCV软核
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1. Rocket，UC Berkeley 发起 RISC-V 项目的团队所设计的兼容 RISC-V 指令集的CPU核。为了设计一个新的指令集，UC Berkeley开发的一门“硬件构建语言”-Chisel。从功能上的角度来看，Chisel 可以将用户描述的硬件（写的代码）转化为等价的可综合的 Verilog HDL 代码或时等价的 C++ 仿真模型。
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1. Rocket，是 UC Berkeley 的 RISC-V 项目团队发起并设计的兼容 RISC-V 指令集的 CPU 核。它是一款64位、5级流水线、单发射顺序执行处理器，支持 MMU，支持分页虚拟内存，具有兼容 IEEE 754-2008 标准的 FPU，具有分支预测功能，具有 BTB（Branch Prediction Buff）、BHT（Branch History Table）、RAS（Return Address Stack），Rocket是采用 Chisel（Constructing Hardware in an Scala Embedded Language）编写硬件电路，可以通过编译得到对应的 Verilog 设计，还可以得到对应的 C++ 模拟器。
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2. PULPino， PULPino 是一个开源的微型控制系统，基于一个32位RISC-V核心，由瑞士苏黎世联邦理工学院开发。核心IPC接近1，完全支持基整数指令集(RV32I)，压缩指令(RV32C)和部分支持乘法指令集扩展(RV32M)。
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2. PULPino， 是一个开源的微型控制系统，基于一个32位RISC-V核心，由瑞士苏黎世联邦理工学院开发。核心IPC接近1，完全支持基整数指令集 (RV32I)，压缩指令 (RV32C) 和部分支持乘法指令集扩展 (RV32M)。
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3. Shakti，印度理工学院的一个项目，由 Verilog 编写，其中使用了大量第三方IP，根据需要分成了不同的类。该计划不仅构建开源，生产级处理器，还包括互连结构，验证工具，存储控制器，外围IP和SOC工具等相关组件。
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3. Shakti，印度理工学院的一个项目，由 Verilog 编写，其使用了大量第三方 IP，根据需要分成了不同的类。该计划不仅构建开源，生产级处理器，还包括互连结构，验证工具，存储控制器，外围 IP 和 SOC 工具等相关组件。
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4. 蜂鸟，国内最早比较成熟的 RISC-V 实现，由胡振波（现在芯来创始人）开发，使用Verilog设计，其开源CPU为E200，使用2级流水线。
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4. 蜂鸟，国内最早比较成熟的 RISC-V 实现，由胡振波（现在芯来创始人）开发，使用Verilog设计。其开源CPU为E200：使用2级流水线。
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5. tinyriscv，国内开发者在GitHub上开源的一个微 RISC-V 处理器核，用verilog语言编写，以最简单、最通俗易懂的方式实现RISC-V指令的功能，没有对代码做任何的优化。
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5. tinyriscv，国内开发者在GitHub上开源的一个微RISC-V处理器核，用verilog语言编写，以最简单、最通俗易懂的方式实现RISC-V指令的功能，没有对代码做任何的优化。
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### 商业非开源软核
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1. MicroBlaze，RISC 微处理器， Xilinx 嵌入式产品系列的重要组件。MicroBlaze 是功能齐全的、更少指令集的 FPGA 优化型 32 位计算机 (RISC) 软处理器，可充分满足各种应用需求。作为一款高度可配置的易用型处理器，MicroBlaze 可在 FPGA 以及全可编程 (AP) SoC 产品系列中使用。它免费配套提供 Vivado 设计与系统版以及 Vivado Webpack 版。
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1. MicroBlaze，MicroBlaze 是功能齐全的、更少指令集的 FPGA 优化型 32 位 RISC 软处理器，可充分满足各种应用需求。MicroBlaze 是一款高度可配置的易用型处理器，可在 FPGA 以及全可编程 (AP) SoC 产品系列中使用。它免费配套提供 Vivado 设计与系统版以及 Vivado Webpack 版。
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2. Nios II系列，RSIC微理器，Altera 推出的32位RISC嵌入式处理器 。Nios II是应用于Intel FPGA的嵌入式软核处理器，它是Qsys嵌入式系统的核心部件，具
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有较强的性能和可定制特性。一片FPGA内部可以构建多个 Nios II 处理器，它们可以作为主CPU，也可以是协处理器，在同一芯片内部协调有序地完成整个复杂系统的各项功能。Nios II处理器内核是32位RISC架构（精简指令集架构）处理器，它包含了大多数现代32位处理器中常见的基本架构元素。
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## Nexys A7-100T设备参数
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Nexys A7-100T 是 Digilent 多孔 RAM-based Nexys 开发板的简易替代品。搭载Xilinx®Artix™-7 FPGA芯片，Nexys 4 DDR 是一个打开即用型的数字电路开发平台，帮助使用者能够在课堂环境下实现诸多工业领域的应用，配有高容量的大型FPGA芯片（Xilinx产品编号XC7A100T-1CSG324C）并集成了USB，以太网和其它端口。Nexys 4 DDR开发板能实现从理论型组合电路到强大的嵌入式处理器的多种设计。
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<img src="https://s3.ax1x.com/2020/11/19/DuzSVf.jpg">
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<div style="color:orange; border-bottom: 1px solid #d9d9d9;
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display: inline-block;
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color: #999;
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padding: 2px;">Nexys A7</div>
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| 序号 | 描述 | 序号 | 描述 |
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| 1 | 选择供电跳线 |13|CPU复位按键（用于软核）|
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| 2 | UART/JTAG共用USB接口 |14|FPGA 配置复位按键|
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| 3 | 外部配置跳线柱（SD/USB） |15|模拟信号Pmod端口（XADC）|
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| 4 | Pmod端口 |16|编程模式跳线柱|
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| 5 | 扩音器 |17|音频连接口|
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| 6 | 电源测试点 |18|VGA连接口|
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| 7 | 16个LED |19|FPGA编程完成LED|
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| 8 | 16个按键开关 |20|以太网连接口|
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| 9 | 8位7段数码管 |21|USB连接口|
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| 10 | 可选用与外部接线的JTAG端口 |22|（工业用）PIC24编程端口|
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| 11 | 5个按键开关 |23|电源开关|
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| 12 | 板载温度传感器 |24|电源接口|
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2. Nios II系列，是 Altera 推出的32位RISC嵌入式处理器。Nios II是应用于 Intel FPGA 的嵌入式软核处理器，它是 Qsys 嵌入式系统的核心部件，具有较强的性能和可定制特性。一片 FPGA 内部可以构建多个 Nios II 处理器，它们可以作为主 CPU，也可以是协处理器，在同一芯片内部协调有序地完成整个复杂系统的各项功能。Nios II 处理器内核是32位 RISC 架构处理器，包含了大多数现代32位处理器中常见的基本架构元素。
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### 验证FPGA 移植linux
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通过 lowRISC 开源项目，基于 rocket 修改的软核上运行完整的 linux。支持键盘、显示器、网卡等常见通用设备，验证了riscv软核运行linux操作系统的可行性，为XiUOS进一步支持riscv软核提供了试验基础。
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* 生成riscv软核比特流
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* 裁剪编译 linux
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* 生成伯克利 bootloader(bbl)
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* 将软核写入 flash
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* 将 bbl 和 linux 写入 microSD卡
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* JP1 位于 USB / SD 位置，JP2 位于 USB 位置，电源选择 JP3位，usb底部的开关打开DIP-SW 1，引导linux从sd卡启动
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<img src="https://s3.ax1x.com/2020/11/13/DSRnpj.png">
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<div style="color:orange; border-bottom: 1px solid #d9d9d9;
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display: inline-block;
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color: #999;
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padding: 2px;">在Nexys A7-100T上基于riscv软核运行Linux</div>
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```bash
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Debian GUN/Linux buster/sid lowrisc tty1
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lowrisc login: xiuos
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Password:
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Last login:Thu Jan 1 01:09:48 BST 1970 on tty1
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Linux lowrisc 4.18.0-gc81ff0d #48 Thu Oct 18 16:00:24 BST 2018 riscv64
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The programs included with the Debian GUN/linux system are free software;
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the exact distribution terms for each program are described in the
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individual files in /usr/share/doc/*/copyright.
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Debian GUN/linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANT, to the extent
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permitted by applicable law.
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xiuos@lowrisc:~$ cat /proc/cpuinfo
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hart : 0
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isa : rv64imafdc
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mmu : sv39
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uarch : sifive,rocket0
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xiuos@lowrisc:~$ uname -a
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Linux lowrisc 4.18.0-gc81ff0d #48 Thu Oct 18 16:00:24 BST 2018 riscv64 GUN/linux
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xiuos@lowrisc:~$
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@ -16,7 +16,7 @@ AIIT ARM-board是基于STM32F407ZGT6设计的一款低功耗智能物联网终
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AIIT ARM-board拥有的资源包括：
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* 集成在芯片内部的 FPU 和 DSP 指令集
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* 存储大小： 192KB SRAM、 512K FLASH
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* 存储大小： 192KB + 1 MB SRAM、 512K FLASH
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* 摄像头接口： 1个
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* 定时器：12 个 16 位定时器、 2 个 32 位高级定时器
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* IIC硬件控制器： 3 个
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