Diseño, implementación y test de un core RISC-V

A aquest treball de fi de grau es dissenya i implementa, fent ús del llenguatge VHDL, el nucli d’un microcontrolador amb el conjunt d’instruccions RISC-V, concretament el conjunt base RV32I. L’objectiu es crear un microprocessador capacitat per al món laboral, doncs el conjunt d’instruccions es comercial i d’ús lliure i gratuït i la placa utilitzada per a la implementació del disseny té unes característiques decents, i amb un nivell de complexitat apte per a poder treballar-ho en universitats i altres estudis relacionats amb la electrònica digital. Per a això, s’ha dut a terme una recerca d’informació necessària sobre el llenguatge, conjunt d’instruccions i la teoria que es treballa, s’estudia el llistat d’instruccions que s’han d’executar, es dissenya el datapath, que es l’esquema principal del disseny i, per últim, la unitat de control la qual s’implementa juntament al datapath per a completar el funcionament del processador. Una vegada el disseny es complert, es verifica que el seu funcionament sigui correcte i posteriorment es sintetitza i s’implementa, de manera que es pugui assegurar que es físicament viable i apte per a la placa seleccionada.En este trabajo de final de grado se diseña e implementa, usando el lenguaje VHDL, el núcleo de un microcontrolador con el conjunto de instrucciones RISC-V, concretamente el conjunto base RV32I. El objetivo es crear un microprocesador capacitado para el mundo laboral, pues el conjunto de instrucciones es comercial y de uso libre y gratuito y la placa usada para la implementación del diseño tiene unas características decentes, y con un nivel de complejidad apto para poder trabajarlo en universidades u otros estudios relacionados con la electrónica digital. Para ello, se ha llevado a cabo una búsqueda de información necesario sobre el lenguaje, conjunto de instrucciones y la teoría que se trabaja, se estudia el listado de instrucciones que se deben ejecutar, se diseña el datapath, que es el esquema principal del diseño y, por último, la unidad de control la cual se implementa junto al datapath para completar el funcionamiento del procesador. Una vez el diseño esta completado, se verifica que su funcionamiento sea correcto y posteriormente se sintetiza y se implementa, de manera que se puede asegurar que es físicamente viable y apto para la placa seleccionada.In this bachelor’s thesis the core of a microcontroller is designed and implemented, using the language VHDL, with the instruction set RISC-V, specifically the base set RV32I. The objective is to create a microprocessor capable for working with it, since the instruction set is commercial and of open and free use and the board used for the implementation of the design have a decent characteristic, and with a suitable complexity level for working it in university or another digital electronic related studies. In order to achieve it, it’s been conducted a necessary information research about the language, the instruction set and the theory that it’s being working with, it’s studied the list of instructions that are going to be executed, the datapath is designed, that is the principal scheme of the design, and, lastly, the control unit is implemented next to the datapath for completing the processor operating. Once the design is completed, the correct operation is verified and afterwards is synthetized and implemented, to secure that is physically feasible and suitable for the selected board