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香山

香山（XiangShan）是一款开源的高性能 RISC-V 处理器。

English Readme is here.

©2020-2022 中国科学院计算技术研究所版权所有

©2020-2022 鹏城实验室版权所有

文档和报告

XiangShan-doc 是我们的官方文档仓库，其中包含了设计文档、技术报告、使用教程等内容。

论文发表情况

MICRO 2022: Towards Developing High Performance RISC-V Processors Using Agile Methodology

我们在 MICRO'22 会议上的论文介绍了香山处理器及敏捷开发实践经验，包括一些面向设计、功能验证、调试、性能评估等方面的敏捷开发工具。论文得到了 Artifact Evaluation 的所有三个徽章。

Artifacts Available Artifacts Evaluated — Functional Results Reproduced

Paper PDF | IEEE Xplore | BibTeX | Presentation Slides | Presentation Video

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可以通过我们的邮件列表联系我们。列表中的所有邮件会存档到这里。

处理器架构

自 2020 年 6 月开始开发的雁栖湖为香山处理器的首个稳定的微架构。

香山的第二代微架构被命名为南湖。

香山的第三代微架构（昆明湖）正在 master 分支上不断开发中。

南湖微架构概览： xs-arch-nanhu

目录概览

以下是一些关键目录：

.
├── src
│   └── main/scala         # 设计文件
│       ├── device         # 用于仿真的虚拟设备
│       ├── system         # SoC 封装
│       ├── top            # 顶层模块
│       ├── utils          # 复用封装
│       ├── xiangshan      # 主体设计代码
│       └── xstransforms   # 一些实用的 firrtl 变换代码
├── scripts                # 用于敏捷开发的脚本文件
├── fudian                 # 香山浮点子模块
├── huancun                # 香山 L2/L3 缓存子模块
├── difftest               # 香山协同仿真框架
└── read-to-run            # 预建的仿真镜像文件

IDE 支持

bsp

make bsp

IDEA

make idea

生成 Verilog

  • 运行 make verilog 以生成 verilog 代码。输出文件为 build/XSTop.v。
  • 更多信息详见 Makefile。

仿真运行

环境搭建

  • 设定环境变量 NEMU_HOME 为香山 NEMU 在您机器上的绝对路径。
  • 设定环境变量 NOOP_HOME 为香山工程文件夹的绝对路径。
  • 设定环境变量 AM_HOME 为香山 AM 的绝对路径。
  • 项目使用 mill 进行 scala 编译，因此需要安装 mill，详见 mill 手动安装指南（目前仅英文版本）。
  • 克隆本项目，运行 make init 以初始化本项目引用的开源子模块。

运行仿真

  • 安装开源 verilog 仿真器 Verilator。
  • 运行 make emu 以利用 Verilator 构建 C++ 仿真器 ./build/emu。
  • 运行 ./build/emu --help 可以获得仿真器的各种运行时参数。
  • 更多细节详见 Makefile 与 verilator.mk。

运行示例：

make emu CONFIG=MinimalConfig EMU_THREADS=2 -j10
./build/emu -b 0 -e 0 -i ./ready-to-run/coremark-2-iteration.bin --diff ./ready-to-run/riscv64-nemu-interpreter-so

错误排除指南

Troubleshooting Guide

致谢

在香山的开发过程中，我们采用了来自开源社区的子模块。具体情况如下：

子模块 来源 详细用途
L2 Cache/LLC Sifive block-inclusivecache 我们的新 L2/L3 缓存设计受到了 Sifive block-inclusivecache 的启发.
Diplomacy/TileLink Rocket-chip 我们复用了来自 rocket-chip 的 Diplomacy 框架和 Tilelink 工具，来协商总线.

我们深深地感谢来自开源社区的支持，我们也鼓励其他开源项目在木兰宽松许可证的范围下复用我们的代码。