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本课程属于：082-FPGA　RISC-V软核实现与定制 嵌入式基础与RISC-V · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。
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FPGA RISC-V软核实现项目实战

共计 30 章节
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01
课程导论与开发环境搭建
RISC-V架构概述 · FPGA开发板选型（如Xilinx… · Vivado开发环境安装与配置
课程导论开发环境搭建
02
RISC-V指令集架构基础
RV32I基础整数指令集详解 · 指令格式（R型 · I型
RISC-V指令集架构基础
03
处理器微架构设计入门
经典5级流水线（取指 · 译码 · 执行
处理器微架构设计…经典5级流水线
04
取指阶段设计（IF）
PC寄存器实现 · 指令存储器（IMEM）接口设计 · 取指地址生成逻辑
IF取指阶段设计
05
译码阶段设计（ID）
指令译码器实现 · 立即数生成器设计 · 寄存器堆（Register File…
ID译码阶段设计
06
执行阶段设计（EX）
ALU算术逻辑单元设计 · 加法器/减法器/移位器实现 · 比较器设计
EX执行阶段设计
07
访存阶段设计（MEM）
数据存储器（DMEM）接口设计 · 加载（Load）与存储（Store）… · 字节/半字/字访问控制
MEM访存阶段设计
08
写回阶段设计（WB）
写回选择逻辑 · 寄存器写使能控制 · 数据冒险的解决策略（插入气泡与转发）
WB写回阶段设计
09
流水线冒险与解决（上）
结构冒险分析与解决 · 数据冒险的详细分类（RAW · WAR
流水线冒险解决
10
流水线冒险与解决（下）
控制冒险（分支冒险）分析 · 静态分支预测 · 动态分支预测（BTB）
流水线冒险解决
11
完整流水线CPU集成
将5级流水线各模块连接 · 顶层模块设计 · 系统时钟与复位逻辑
CPU完整流水线
12
RISC-V特权架构与CSR
机器模式（M-mode）介绍 · 控制状态寄存器（CSR）访问指令（C… · CSRRS
RISC-VCSR
13
中断与异常处理
异常分类（同步异常与异步中断） · 异常处理流程 · 异常向量表设计
异常处理异常分类
14
总线接口与SoC集成
AXI4-Lite总线协议基础 · 将CPU封装为AXI4-Lite从设… · 与Vivado Block Desi…
SoC总线接口
15
外设驱动开发（GPIO）
GPIO控制器设计 · 内存映射I/O（MMIO）原理 · LED闪烁实验
GPIO外设驱动开发
16
外设驱动开发（UART）
UART协议基础 · 波特率发生器设计 · UART发送器（TX）与接收器（RX…
UART外设驱动开发
17
外设驱动开发（SPI）
SPI协议基础（模式0-3） · SPI主控制器设计 · 驱动SPI Flash读取ID
SPI外设驱动开发
18
外设驱动开发（I2C）
I2C协议基础（起始/停止条件 · ACK/NACK） · I2C主控制器设计
I2C外设驱动开发
19
定时器与PWM
系统定时器（mtime/mtimec… · PWM波形生成原理 · 呼吸灯实验
PWM定时器
20
内存管理单元（MMU）基础
虚拟内存概念 · 页表（Page Table）结构 · 地址转换流程
MMU内存管理单元
21
指令缓存（I-Cache）设计
Cache基本原理（直接映射 · 组相联） · Cache替换策略（LRU）
I-Cache指令缓存
22
数据缓存（D-Cache）设计
写策略（写直达 · 写回） · 写缓冲（Write Buffer）设…
D-Cache数据缓存
23
多核与一致性基础
多核RISC-V架构概述 · 缓存一致性协议（MESI）简介 · 原子指令（LR/SC）实现
多核一致性基础
24
性能分析与优化
CPI（每指令周期数）分析 · 流水线停顿统计 · 使用Vivado逻辑分析仪（ILA）…
性能分析优化
25
软件工具链搭建
RISC-V GCC交叉编译器编译与… · Newlib嵌入式C库移植 · Makefile构建系统编写
软件工具链搭建RISC-V
26
启动流程与Bootloader
RISC-V复位地址与启动流程 · Bootloader设计（从SPI… · 链接脚本（Linker Script…
Bootloader启动流程
27
裸机编程与运行时环境
中断向量表重定向 · 栈指针初始化 · BSS段清零
裸机编程运行时环境
28
FreeRTOS移植（上）
FreeRTOS源码结构 · RISC-V架构相关层（portab… · 任务上下文切换实现
FreeRTOS移植
29
FreeRTOS移植（下）
系统时钟节拍（Tick）中断实现 · 任务调度器启动 · 多任务并发运行验证
FreeRTOS移植
30
项目总结与综合实战
系统集成与上板验证 · 性能测试（CoreMark跑分） · 常见问题排查与调试技巧
项目总结综合实战