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@ -0,0 +1,285 @@
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# 目录
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## 《数字逻辑与计算机结构》目录
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### 一、概述
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### 二、数据表示
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### 三、数字逻辑基础
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### 四、组合逻辑电路
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### 五、同步时序电路
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### 六、运算方法和运算器
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### 七、指令系统
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### 九、简单处理器
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- 中断和例外
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- 了解虚实地址转换：TLB MMU 模块
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### 十、流水线处理器
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- 这里有必要介绍下分布式控制流水线和集中式控制流水线
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- 介绍下流水线缓存应该会存什么东西
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- 介绍每一级应该干什么
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- 流水线怎么做到精确例外
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### 八、存储器
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- Cache 的机制
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### 十一、 系统互连与输入输出
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- AXI 总线协议
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- MMIO
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## 《数字逻辑与计算机结构实验指导书》目录
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### 数字电路设计实验
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#### 一、FPGA 设计与 Verilog HDL 硬件描述语言
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#### 二、Vivado 开发平台
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#### 三、HDU-X01 开发板及实验流程
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#### 实验 1 译码器和编码器设计实验
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##### 实验目的
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##### 实验原理和方法
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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#### 实验 2 多路选择器和多路分配器设计实验
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#### 实验 3 全加器与超前进位电路设计实验
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#### 实验 4 多功能 ALU 设计实验
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#### 实验 5 寄存器堆及与运算器连接设计实验
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#### 实验 6 定时与分频实验
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#### 实验 7 取指令设计实验
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#### 实验 8 开关消抖实验
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### 计算机结构设计实验
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#### 一、RISC-V 体系结构与指令系统
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#### 二、Chisel 语法简介
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#### 三、差分测试调试方法
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#### 实验 12 实现 R 型运算类指令的理想流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握 R 型运算类指令的数据通路
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2. 掌握经典单发射五级流水线的设计方法
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3. 掌握流水线 CPU 设计的编程基本框架
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##### 实验原理和方法
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1. 实现经典的单发射五级流水，这样比较简单
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2. 提供一个已经实现了 add 指令的五级流水线
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3. 使用没有数据相关的测试集对其处理器进行测试，用于验证指令的正确性
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##### 实验要求
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1. 根据本实验提供的五级流水线编程框架，在流水线 CPU 中添加以下指令：ADD、SLL、SLT 、SLTU、XOR 、SRL 、OR、AND 、SUB 、SRA
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2. 通过本实验提供的所有测试用例
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##### 实验步骤
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1. 如何打开工程文件进行编程
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2. 如何使用模拟器进行仿真
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3. 如何提交测评
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##### 思考题
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1.
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#### 实验 13 实现 I 型和 U 型运算类指令的理想流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握 I 型和 U 型运算类指令的数据通路
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2. 掌握在五级流水线中添加 I 型和 U 型指令的方法
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##### 实验原理和方法
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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使用没有数据相关的测试集对其处理器进行测试，用于验证指令的正确性
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#### 实验 13 实现乘除法指令的理想流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握乘法指令和除法指令的数据通路
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2. 掌握在执行级中添加乘除法运算部件 MDU 的方法
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3. 掌握在五级流水线中实现乘法指令和除法指令的方法
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##### 实验原理和方法
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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实现 M 拓展，在 exe 级增加 FU 选择
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#### 实验 14 实现访存指令的理想流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握访存指令的数据通路
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2. 掌握在访存级中添加访存部件 LSU 的方法
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3. 掌握在五级流水线中实现访存指令的方法
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4.
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##### 实验原理和方法
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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在 mem 级增加 lsu
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#### 实验 15 实现转移指令的理想流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握转移指令的数据通路
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2. 掌握在执行级中添加转移控制部件 BRU 的方法
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3. 掌握在五级流水线中实现转移指令的方法
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4.
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##### 实验原理和方法
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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转移指令可以设计在 id 级也可以实现在 exe 级
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#### 实验 16 气泡流水线设计实验
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##### 实验目的
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1. 掌握各种流水线冲突的概念
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2. 掌握插入气泡解决各种冲突的原理
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3. 学习判断流水线冲突的逻辑单元的设计方法
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##### 实验原理与方法
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1. 流水线冲突的基本概念与流水线的控制方法
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- 冲突
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- 数据相关
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- 结构相关
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- 控制相关
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- 控制
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- 集中式
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- 分布式
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2. 流水线冲突的判断与气泡解决方法
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- 数据冲突
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- 写后写
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- **写后读**：对于顺序单发射流水线来说，仅这种情况会发生冲突
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- 读后读
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- 读后写
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##### 实验要求
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##### 实验步骤
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##### 思考题
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当发现译码级的源操作数和执行级、访存级、写回级目的寄存器一致时，通过阻塞译码级来解决数据冲突
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保证后一级无法运行时，前一级也无法运行，即可完成阻塞
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#### 实验 17 使用数据前递解决冲突的流水线设计实验
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- 数据前递的方式
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- 数据前递来源有执行级和写回级，目前还没实现访存级
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- 是否实现乘除法指令？
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- 乘除法指令周期数一般会大于一，要考虑阻塞
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- 也可以实现为简单的单周期乘除法，只是处理器频率上不去，但是没了阻塞的问题
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完成数据相关处理后，使用有数据相关的数据集进行测试
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#### 实验 18 实现 CSR 指令的流水线设计实验
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- 实现 M 模式
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- 增加 CSR 指令
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- 在 exe 级增加 fu 选择
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#### 实验 19 例外和中断的支持
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- 可以先实现 ecall、eret、ebreak 指令，再实现别的例外
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- 实现 M 和 U 模式
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- 截止这里应该已经完成了 RV64 的 I、M、Zicsr 指令集
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#### 实验 20 支持 AXI 总线的流水线互连设计实验
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- 将现有的 sram 接口改为类 sram 接口
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- 再设计一个类 sram 转 AXI 协议转换桥
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- 通过 AXI 随机延迟验证
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#### 实验 21 流水线 CPU 访存提速设计实验
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- 先设计 cache 模块
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- 然后实现 icache，调整总线接口
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- 实现 fence.i 指令
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- 跑性能测试程序
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#### 实验 22 流水线 CPU 分支预测设计实验
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#### 实验 23 动态顺序双发射流水线设计实验
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#### 实验 24 支持虚实地址转换的超标量流水线设计实验
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- 增加 MMU、TLB，实现虚实地址转换，使用 SV39 标准
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- 增加 S 相关的 CSR
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- 增加 S 模式
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- 运行操作系统
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