简介

恰逢龙芯高端处理器出世之时，BirB和Calx对于制作CPU的尝试也应运而生。本项目是两人合作完成的计算机组成原理课设大作业，是在正点原子的ZYNQ 7020开发板上实现的一个基于MIPS指令集的32位CPU，并且带有非常炫酷的显示功能。显示模块、PS大部分逻辑和CPU的部分逻辑由Calx完成，汇编器、CPU大部分逻辑和PS部分逻辑由BirB完成。

说明

XB-CPU是两人合作的组织，bluex是两人对于本CPU的称呼。仓库主体代码在2024年1月7日之后应该没有更新了，所以有些bug可能已经找到原因，但是本仓库仍然未更新。

仓库结构

本仓库（cpu_test）包含将全部模块（CPU与显示），而bluex仓库和bluex update是CPU的仓库。bluex本身包含bluex 1版本（异步复位），而bluex update包含bluex 2、bluex 3.0、bluex 3.1版本（同步复位）。主要的PL部分代码存放在cpu_test.srcs/sources_1/new目录下，包含汇编器（python），CPU（Verilog）；主要的PS部分代码存放在vitis/cpu/src中，包含显示模块、中断配置等等。

CPU

功能（仿真结果）

1. 加减乘除（支持操作数都是寄存器或有一个操作数为立即数且在后的运算，但是乘除法要求操作数是16位的补码）
2. 与或非、异或（支持操作数都是寄存器或有一个操作数为立即数且在后的运算）
3. 大小比较
4. 条件分支与无条件跳转
5. 移位运算
6. 读写主存
7. 搬移寄存器数据

Bug！（上板实测结果）

1. 理论主频150M，但是上板结果显示在100M左右已经出现了部分问题
2. 大小比较可能有bug
3. CPU_error不能正常使用，会莫名进入错误状态然后死机，所以已经在CPU test仓库中关闭该功能，bluex update仓库仍然保留该功能
4. 条件分支指令的下条指令为普通指令，而下下条指令为无条件跳转时，PC会发生不可预料的跳转

功能缺口

1. 堆栈及相关操作指令
2. 实现函数跳转指令
3. 实现中断
4. 将外设统一编址
5. 实现分支预测

显示部分

功能

1. 显示所有寄存器的值
2. 显示主存所有数据
3. 切换壁纸

结语

应当承认，本项目还有很多不足，特别是CPU部分。本项目选择开源，便是希望后来者能够居上，解决现有的问题，做出更好的作品！