【问题标题】:is there a verilog tutorial where you build a very simple microprocessor? [closed]是否有一个verilog 教程,您可以在其中构建一个非常简单的微处理器? [关闭]
【发布时间】:2012-05-06 12:43:14
【问题描述】:

我是一名想学习verilog的程序员。

令人惊讶的整洁将是一个教程,其中构建一个具有非常简洁的设计的微型微处理器,比如英特尔 4004,然后继续使用 fpga 实际制造它并让它闪烁 LED 以进行订购。

有这样的教程吗?

如果没有,我可能会在尝试写一篇文章时尝试一下。有没有人对我可以利用的资源提出任何建议?例如不错的开源 verilog 编译器、调试工具、模拟器、verilog 教程、廉价 fpgas 和编程工具、用于 LED 的面包板等。

【问题讨论】:

  • 我推荐使用verilator。你可以在 github.com/dwelch67 上查看我的 lsasim

标签: verilog fpga microprocessors


【解决方案1】:

我在这里找到了一些关于基本微处理器的精彩幻灯片:

http://www.slideshare.net/n380/elementary-processor-tutorial

【讨论】:

    【解决方案2】:

    开源工具非常适合开发/测试,但无法合成您的 hdl 以生成比特流,您需要使用来自 altera 或 xilinx(或其他)的制造商工具之一。

    制造商工具以套件的形式提供,适用于 windows 和 linux,很大(5GB 安装,需要 7 到 12 GB 的驱动器空间)。 altera.com xilinx.com

    那里有很多软核。 opencores.org 将是一个查看的好地方 有与arduino兼容的zpuino。

    最好的想法是从简单开始并逐步建立 获取一个 fpga 板,实现一个简单的设计(led flasher)并从那里开始工作。 相当长的学习曲线,尤其是如果你没有做过很多数字电子学。

    记住它的硬件和你的设计电路不是写代码 所以时机就是一切。

    查看 fpga4fun.com 项目并完成它们 作为起点。

    基于赛灵思 digilentinc 有一些低成本的电路板,gadget factory 也有。 avnet 有一个基于 USB 加密狗的开发板,售价 80 美元。

    基于 . terasic 有一些不错的电路板。

    小工具工厂目前有一个用于 paillio + 一些插件板的 kickstarter 项目http://www.kickstarter.com/projects/13588168/retrocade-synth-one-chiptune-board-to-rule-them-al

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      您可以使用 GNU Icarus Verilog 在没有实际开发板的情况下使用 Verilog。你可以得到a Windows build from here

      Niklaus Wirth 还提供了一个关于如何设计和构建简单 CPU 的教程,其中包含用于 Xilinx 板的 Verilog 代码:

      https://www.inf.ethz.ch/personal/wirth/FPGA-relatedWork/RISC.pdf https://www.inf.ethz.ch/personal/wirth/FPGA-relatedWork/ComputerSystemDesign.pdf

      ~是的,发明 Pascal 的正是同一个 Wirth——他退休后还在玩 FPGA。

      【讨论】:

      【解决方案4】:

      不确定是否有明确的 verilog 教程,但您可能会从 MIT 开放课件中发现这门课很有趣:

      http://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-004-computation-structures-spring-2009/

      所有课堂笔记都在线,而且课程大纲听起来可能是您感兴趣的内容(强调我的):

      6.004 介绍了数字系统工程。从MOS晶体管开始,课程开发了一系列 构建块——逻辑门、组合电路和时序电路, 有限状态机、计算机和最终的完整系统。两个都 通过一系列探索硬件和软件机制 设计实例。

      6.004 是任何想要了解(并最终设计)数字系统的 EECS 本科生所需的材料。很好的把握 该材料对于以后的数字设计课程至关重要, 计算机体系结构和系统。在参加 6.004 之前,学生 应该对使用电脑感到自在;的基本知识 编程语言概念(6.001)和电气基础 假定为 (6.002)。

      问题集和实验练习旨在为学生提供 设计数字系统的“实践”经验; 每个学生 完成精简指令集计算机的门级设计 (RISC)处理器在学期。也可以访问工作站 因为实验室提供了课程工作人员的帮助,但 可以使用 Athena 机器或一个人的机器完成作业 家用电脑

      【讨论】:

        【解决方案5】:

        Altera 在这类东西上有大量资源。

        你可以试试这个链接: http://www.altera.com/education/univ/materials/digital_logic/labs/unv-labs.html

        有一系列使用 Verilog/VHDL 制作嵌入式处理器的实验室教程。

        【讨论】:

          【解决方案6】:

          所有 FPGA 供应商都有价格低廉(200~250 美元不等)的开发套件。例如,来自 Xilinx 的 SP601 或来自 Altera 的 Cyclone III Starter。我个人拥有 Xilinx 的 SP605(约 500 美元)。您也许可以从其他选项中找到更便宜的选项(例如Sparkfun)。

          严格来说,虽然您可以找到开源 VHDL/Verilog 工具,但我不知道有任何此类用于综合的工具(制作 FPGA 将使用的东西)。 XilinxAltera 都提供免费(如啤酒)工具,但它们不是开放或免费(如 libre)软件。 Xilinx 工具包括一个模拟器(仅限免费版本),可以在 Windows 或 Linux 上运行。我假设 Altera 工具类似,但我不熟悉它们。

          用 Verilog/VHDL 构建一个简单的微处理器是大学计算机体系结构课程中非常常见的功能。毫无疑问,您几乎可以找到任何主要学校的课堂笔记等。

          【讨论】:

            【解决方案7】:

            有一个优秀的开源 verilog 编译器,Icarus。来自Icarus web page

            Icarus Verilog 是一个 Verilog 模拟和综合工具。它作为编译器运行,将用 Verilog (IEEE-1364) 编写的源代码编译成某种目标格式。

            我不知道有一个verilog 中的微处理器教程,但是有OpenCores 网站。在 Projects 下的 Processors 标签中,我看到许多用 Verilog 或 VHDL 实现的处理器:8080、6502、8051、Z80、6805 等等。我假设其中之一可以作为您入门的示例。

            【讨论】:

            • 我可以只使用 icarus 从 verilog 源获取 fpga 吗?我还需要什么?
            • 如果是这样,什么是兼容的 fpga?
            • 不,Icarus 负责编译、模拟和综合。 Icarus 的输出被馈送到 FPGA 供应商的布局和布线工具,这些工具将您的综合设计映射到供应商 FPGA 中的资源。
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